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第1篇

關(guān)鍵詞：測繪，新技術(shù)，工程測量，應(yīng)用，研究

 

1.概論

傳統(tǒng)工程測量技術(shù)的服務(wù)領(lǐng)域主要包括水利、交通、建筑等行業(yè)，隨著計算機(jī)，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展、測量儀器的智能化，數(shù)字化測繪技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用，而全球定位系統(tǒng)（GPS）、地理信息系統(tǒng)（GIS）、攝影測量與遙感（RS）以及數(shù)字化測繪和地面測量先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展，測量數(shù)據(jù)采集和處理的逐漸自動化、實(shí)時化和數(shù)字化，工程測量的服務(wù)領(lǐng)域也應(yīng)進(jìn)一步延伸，以滿足不斷提高的社會需要。

2.工程測量中的數(shù)字化技術(shù)

2.1地圖數(shù)字化技術(shù)

在建立各種GIS系統(tǒng)時，對原有地圖進(jìn)行數(shù)字化處理，在建庫工作中占據(jù)了相當(dāng)大的工作量，各工程測繪部門都投入相當(dāng)大的人力和財力。對于已有紙制地圖，若其現(xiàn)勢性、精度和比例尺能滿足要求，就可以利用數(shù)字化儀將其輸入計算機(jī)，經(jīng)編輯、修補(bǔ)后生成相應(yīng)的數(shù)字地圖。當(dāng)前有手扶跟蹤數(shù)字化和掃描矢量化兩大類儀器，針對大比例尺地形圖，大多數(shù)掃描矢量化軟件能自動提取多邊形信息，高效、便捷、保真的對地圖進(jìn)行數(shù)字化處理。論文格式。

2.2數(shù)字化成圖手段

大比例尺地形圖和工程圖的測繪是傳統(tǒng)工程測量的重要內(nèi)容，常規(guī)的成圖方法野外工作量大，作業(yè)艱苦，作業(yè)程序復(fù)雜，同時還有繁瑣的內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理和繪圖工作，成圖周期長，產(chǎn)品單一，難以適應(yīng)社會飛速發(fā)展的需要。論文格式。而數(shù)字化成圖技術(shù)具有精度高、勞動強(qiáng)度小、更新方便、便于保存管理及應(yīng)用、易于等特點(diǎn)。目前，數(shù)字化成圖技術(shù)有內(nèi)外業(yè)一體化和電子平板兩種模式。內(nèi)外業(yè)一體化是一種外業(yè)數(shù)據(jù)采集方法，主要設(shè)備是全站儀、電子手簿等，其特點(diǎn)是精度高、內(nèi)外業(yè)分工明確、便于人員分配，從而具有較高的成圖效率。論文格式。

3.數(shù)字測繪在數(shù)字地球中的應(yīng)用

簡言之，數(shù)字地球就是把經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展方方面面的信息，加載于一個統(tǒng)一的地理坐標(biāo)框架中按數(shù)字的形式存貯于計算機(jī)，任何機(jī)構(gòu)或個人均可通過網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)，足不出戶便獲取所需的信息做到“秀才不出門，全知天下事”。數(shù)字地球是一個十分龐大的系統(tǒng)工程，技術(shù)復(fù)雜，涉及部門多，沒有任何一個部門或團(tuán)體能單獨(dú)承擔(dān)，它需要地球科學(xué)、信息科學(xué)，空間技術(shù)才眾多應(yīng)用部門的配合。測繪作為地學(xué)和信息學(xué)的重要組成部分，在國家空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中具有不可替代的地位，空間基礎(chǔ)信息的獲取、處理，向信息高速公路提供內(nèi)容豐富、形式多樣的信息貨物等工作已歷史地落在測繪工作者肩上。可以說，數(shù)字地球始于測繪。我國測繪部門從20世紀(jì)八十年代初期開始，對傳統(tǒng)測繪技術(shù)進(jìn)行了大規(guī)模的數(shù)字化改造。傳統(tǒng)的光學(xué)定位技術(shù)已被光電技術(shù)，GPS技術(shù)所取代，傳統(tǒng)的白紙測圖已被數(shù)字測圖和地理信息系統(tǒng)所取代，以地面測量為主向以衛(wèi)星定位（GPS）、衛(wèi)星遙感（RS）測繪等高技術(shù)為主的對地觀測方面轉(zhuǎn)變，被動的靜態(tài)測量向動態(tài)的實(shí)時測量方面轉(zhuǎn)變測繪部門在數(shù)字地球基礎(chǔ)框架建設(shè)方面做了大量工作，主要包括：建立了全國A級、B級GPS網(wǎng)；完成了全國1：100萬、1：25萬基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)服務(wù)設(shè)施；建立了國情和省情綜合地理信息系統(tǒng)，研制成功了從遙感立體影像自動建立數(shù)字地面模型的數(shù)字?jǐn)z影測量系統(tǒng)；研制成功了數(shù)字高程模型（DEM）、數(shù)字正射影像（DOM）、數(shù)字線劃圖（DLG）、數(shù)字柵格圖（DRG）等“4D”產(chǎn)品生線。數(shù)字地球的雛形已經(jīng)形成。

4.工程測量中的地理信息（GIS）技術(shù)

GIS是集計算機(jī)科學(xué)、空間科學(xué)信息科學(xué)、測繪遙感科學(xué)、環(huán)境科學(xué)和管理科學(xué)等學(xué)科為一體的新興學(xué)科。已成為多學(xué)科集成并應(yīng)用于各領(lǐng)域的基礎(chǔ)平臺和地學(xué)空間信息顯示的基本手段與工具。其技術(shù)優(yōu)勢不僅在于它的集地理數(shù)據(jù)采集存儲、管理、分析、三維可視化顯示與成果輸出于一體的數(shù)據(jù)流程，還在于它的空間提示、預(yù)測預(yù)報和輔助決策功能。目前，GIS不僅發(fā)展成為一門較為成熟的技術(shù)科學(xué)，而且已經(jīng)成為一門新興的產(chǎn)業(yè)，在測繪、地質(zhì)礦產(chǎn)、農(nóng)林水利、氣象海洋、環(huán)境監(jiān)測、城市規(guī)劃土地管理、區(qū)域開發(fā)與國防建設(shè)等領(lǐng)域發(fā)揮越來越重要的作用。采用GIS、數(shù)據(jù)庫、內(nèi)外一體化測圖、掃描矢量化及全數(shù)字?jǐn)z影測量等技術(shù)，為專業(yè)信息系統(tǒng)提供及時、準(zhǔn)確、標(biāo)準(zhǔn)化、數(shù)字化的基礎(chǔ)空間信息，以建立各類專業(yè)信息系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)管理的科學(xué)化、標(biāo)準(zhǔn)化、信息化。

5.工程測量中的數(shù)字?jǐn)z影測量技術(shù)

數(shù)字?jǐn)z影測量是基于數(shù)字影像與攝影測量的基本原理，應(yīng)用計算機(jī)技術(shù)、數(shù)字影像處理、影像匹配、模式識別等多學(xué)科的理論與方法。航空攝影測量是大面積、大比例尺地形測圖、地籍測量的重要手段與方法，可以提供數(shù)字的、影像的、線劃的等多種形式的地圖產(chǎn)品。全數(shù)字?jǐn)z影工作站的出現(xiàn)，加上GPS技術(shù)在攝影測量中的應(yīng)用，使得攝影測量向自動化、數(shù)字化方向邁進(jìn)。隨著全數(shù)字?jǐn)z影測量系統(tǒng)的應(yīng)用，攝影測量產(chǎn)品已經(jīng)從影像圖等向4D產(chǎn)品轉(zhuǎn)化，為建立各類專業(yè)的信息系統(tǒng)和基礎(chǔ)地理信息平臺提供了可靠的數(shù)據(jù)保證。

6.工程測量中的遙感( RS)技術(shù)

遙感（RS）技術(shù)由于大面積的同步觀測、時效性、數(shù)據(jù)的綜合性和可比性及經(jīng)濟(jì)性等優(yōu)勢，得到快速的普及，多光譜航空攝影和高分辨率的遙感衛(wèi)星將成為對地觀測獲取基礎(chǔ)地理信息的重要手段。各種中小比例尺地形圖都可以利用遙感影像來獲取，為應(yīng)用于工程測量領(lǐng)域的城市基本地形圖、地籍圖以及各種大、中、小比例地形圖的快速更新提供了十分便利的方法和手段。

7.工程測量中的3S集成技術(shù)

3S（GPS、GIS、RS）技術(shù)的結(jié)合，取長補(bǔ)短，是一個自然的發(fā)展趨勢，三者之間的相互作用行成了“一個大腦，兩只眼睛”的框架，即GPS與RS為GIS提供區(qū)域信息及空間定位信息，而GIS進(jìn)行相應(yīng)的空間分析以便從GPS和RS提供的海量數(shù)據(jù)中提取有用的信息并進(jìn)行綜合集成，使之成為科學(xué)的決策依據(jù)。諸如三峽工程、南水北調(diào)工程、西氣東輸、青藏鐵路等工程，其施工范圍大、物流量大、施工周期長等，而3S技術(shù)為該類大型工程提供了最有效的數(shù)據(jù)及信息采集、分析處理、表達(dá)決策的工具。

8.結(jié)語

伴隨著測繪新技術(shù)的不斷進(jìn)步，現(xiàn)代工程測量必將朝著測量內(nèi)外作業(yè)一體化、數(shù)據(jù)獲取及處理自動化、測量過程控制和系統(tǒng)行為智能化、測量成果和產(chǎn)品數(shù)字化、測量信息管理可視化、信息共享和傳播網(wǎng)絡(luò)化的趨勢發(fā)展。

【參考文獻(xiàn)】

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[2]李建松．地理信息系統(tǒng)原理[M]．武漢：武漢大學(xué)出版社，2006．

[3]李青岳．工程測量學(xué)[M]．北京：測繪出版社，1995．

第2篇

關(guān)鍵字：GPS;控制網(wǎng)；工程測量；問題；

1 引言：

GPS是全球定位系統(tǒng)的簡稱，英文全稱為“Global Positioning System”，最初是美國國防部為了軍事目的而研制的。但是隨著美蘇冷戰(zhàn)的結(jié)束全球經(jīng)濟(jì)開始復(fù)蘇，此時美國的重點(diǎn)開始從軍事轉(zhuǎn)移，于是在這樣的背景下，公布了在不影響的美國國民安全的前提下取消SA政策。這一項(xiàng)公布不僅推廣了GPS技術(shù)的應(yīng)用，而且還側(cè)面的刺激了GPS民用市場的發(fā)展。由于GPS擁有全球性，全天候性以及高精度性，在經(jīng)濟(jì)高度發(fā)展的今天開始逐步應(yīng)用于刺激國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展例如車載導(dǎo)航，工程測量，精細(xì)農(nóng)業(yè)和緊急救生等等。而本文所要探討的主要是GPS在工程測量方面的應(yīng)用。

工程測量首級控制網(wǎng)主要是通過布設(shè)GPS控制網(wǎng)來完成的，而由于GPS的興起時間并不長，所以GPS控制網(wǎng)在工程測量方面還是存在問題的。所以本文的重點(diǎn)便是研究GPS控制網(wǎng)在工程測量方面應(yīng)該注意的問題，從而提高GPS在工程測量方面的精確性。

2 GPS控制網(wǎng)在工程測量方面的應(yīng)用

在中國隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，各種工程建設(shè)也隨之發(fā)展起來。工程多樣性的增加也對工程勘測技術(shù)提出了更高的要求，以前常規(guī)的測量方法已經(jīng)很難滿足。GPS技術(shù)不僅精度高而且抗干擾好，在幾十公里范圍內(nèi)的點(diǎn)位誤差只有2厘米左右，精度高，實(shí)測工期短，具有明顯的經(jīng)濟(jì)和社會效益。

GPS控制網(wǎng)布設(shè)原則一般采用逐級布網(wǎng)法，所以GPS控制網(wǎng)在工程測量中注意問題應(yīng)該主要從GPS的測量精度和起算數(shù)據(jù)的問題及GPS控制網(wǎng)圖形設(shè)計處理三方面進(jìn)行考慮。

3 GPS控制網(wǎng)在工程測量中應(yīng)當(dāng)注意的問題

3.1 GPS控制網(wǎng)的測量精度問題

GPS之所以在工程測量中被大量采用，主要原因就在于GPS技術(shù)具有高精度的特性，所以在進(jìn)行GPS控制網(wǎng)布設(shè)時一定要十分注意GPS測量數(shù)據(jù)的高精度性。

3.1.1精度標(biāo)準(zhǔn)選取問題

在GPS測量中精度的標(biāo)準(zhǔn)通常用控制網(wǎng)中相鄰點(diǎn)之間的距離中誤差表示，其計算模式為：σ2=a2+(b*d)2;其中σ表示距離中誤差，a固定誤差，b比例誤差系數(shù)，d相鄰點(diǎn)的距離。“在2001年頒布實(shí)施的“全球定位系統(tǒng)（GPS）測量規(guī)范”中將GPS的測量精度分為AA~E六級（見表1）。其中AA、A、B三級是國家GPS控制網(wǎng)，C級主要用于大、中城市及工程測量的基本控制網(wǎng)，D、E級主要用于中、小城市、城鎮(zhèn)及測圖、勘測、建筑施工等控制測量。”根據(jù)表1和誤差計算的數(shù)學(xué)表達(dá)式可以知道，在GPS控制網(wǎng)進(jìn)行工程測量時我們應(yīng)該注意針對不同的地區(qū)，不同的測區(qū)大小和不同的用途合理的劃分GPS控制網(wǎng)的等級從而得到精度標(biāo)準(zhǔn)。并在追求精度的最高化時不忽略質(zhì)量和成本。

3.1.2 測量數(shù)據(jù)精度問題

合理的選取精度標(biāo)注對于GPS控制網(wǎng)有著重要意義，但是我們最終得到的數(shù)據(jù)還是來源于測量，所以對于精度的保證還需注意測量數(shù)據(jù)的精度性。所以在布設(shè)控制網(wǎng)時我們需盡量減少測量數(shù)據(jù)的誤差。一般情況下主要從選點(diǎn)和測量上進(jìn)行考慮。

在選點(diǎn)時應(yīng)該盡量遠(yuǎn)離電磁波干擾，所以選點(diǎn)時應(yīng)該保證周圍200平米范圍內(nèi)不存在電磁波發(fā)射塔且選點(diǎn)區(qū)域盡量保證開闊，再者考慮到GPS傳導(dǎo)原理我們應(yīng)該在選點(diǎn)時原理多次反射地形，從而使得測量數(shù)據(jù)更加可靠。

在測量時為了保證數(shù)據(jù)的精度一般采取整體和局部兩種方式考慮，局部上是提高相鄰點(diǎn)之間的相對精度，其中主要通過采用多次同步觀測獲得。而整體考慮則是在全局之上布設(shè)框架網(wǎng)，且在布設(shè)的過程中保證網(wǎng)中最小異步環(huán)的邊數(shù)不大于6，另外為了精度的高度精確性還應(yīng)在布網(wǎng)的過程中引進(jìn)高精度激光測距，用它的數(shù)據(jù)和GPS控制網(wǎng)數(shù)據(jù)相結(jié)合考慮。

3.2 GPS控制網(wǎng)基準(zhǔn)問題

坐標(biāo)起算數(shù)據(jù)的后期處理，一般情況下我們需要通過GPS控制網(wǎng)得到的是屬于國家和地方獨(dú)立坐標(biāo)系的坐標(biāo)，然而我們測量到的卻是屬于WGS84坐標(biāo)系的三維坐標(biāo)差的GPS基線向量。所以在GPS控制網(wǎng)進(jìn)行工程測量時我們另一個需要注意的是GPS控制網(wǎng)的基準(zhǔn)問題，也就是對采用坐標(biāo)和起算數(shù)據(jù)相關(guān)問題的注意。

對于GPS基準(zhǔn)問題主要包括起算點(diǎn)，起算邊長和起算方位的選取。首先針對于起算點(diǎn)我們應(yīng)該從用戶的要求出發(fā)，若需要和舊成果保持充分關(guān)聯(lián)，則起算點(diǎn)越多越好，否則只需要選擇3到5個來保證即滿足了老成果的一致性又考慮了新成果的高精度。再者對于起算邊長的選取則盡量選擇高精度激光測距邊作為起算邊長，最后對于起算方位的選取應(yīng)該滿足位置任意，數(shù)量適宜的原則。

3.3 GPS控制網(wǎng)圖形設(shè)計問題

GPS控制網(wǎng)的圖形設(shè)計直接關(guān)系到控制網(wǎng)的主要用途和是否滿足用戶需求，所以在GPS控制網(wǎng)的設(shè)計上我們除了追求所測數(shù)據(jù)的精確性和GPS控制網(wǎng)基準(zhǔn)外還應(yīng)該注意GPS控制網(wǎng)的圖形設(shè)計。只有設(shè)計出合格的GPS控制網(wǎng)圖形才可以即能保證數(shù)據(jù)質(zhì)量又能降低成本。

對于GPS控制網(wǎng)圖形設(shè)計的原則一般是為“采用閉合圖形提高可靠性；保證與原有地面控制網(wǎng)的重合點(diǎn)數(shù)大于3便于確定轉(zhuǎn)換參數(shù)；網(wǎng)點(diǎn)保證視野開闊，交通便利并與水準(zhǔn)點(diǎn)重合，另外C、D、E級控制網(wǎng)點(diǎn)應(yīng)有1~2個方向通視”所以對于GPS控制網(wǎng)圖形設(shè)計的問題我們應(yīng)該保證在滿足原則的情況下，降低成本、減少誤差、保證質(zhì)量。

對于GPS控制網(wǎng)的選取應(yīng)該充分考慮用途，對于如今的GPS控制網(wǎng)主要有三種形式分別是“三角式，星狀網(wǎng)，附和線路和環(huán)形網(wǎng)”分別如圖1，圖2，圖3，圖4所示。每一種形式都有不同的優(yōu)勢和缺陷，我們需根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行選擇，而不是一味的套用。一下我們以三角式網(wǎng)和環(huán)形網(wǎng)舉例。因?yàn)橐话闱闆r下多采用三角網(wǎng)和環(huán)形網(wǎng)，對于較復(fù)雜的采用兩者混合模式。

如圖一，圖二所示分別為三角網(wǎng)和環(huán)形網(wǎng)，三角網(wǎng)正如它本身的結(jié)構(gòu)構(gòu)造一樣優(yōu)勢是可靠性高，自檢能力好并且可以有效發(fā)現(xiàn)觀測成果的誤差大小但是缺點(diǎn)就是精確度高的同時工作量太大。環(huán)形網(wǎng)相比三角網(wǎng)可靠性和自檢性有所降低，但是總體來講還是相對較高，并且工作量大大減小，主要的缺點(diǎn)是相鄰點(diǎn)的精度分布不均勻。

4 結(jié)束語：

科技迅猛發(fā)展，GPS技術(shù)必將在以后的工程測量中占據(jù)越來越重要的位置，如何更好的掌握GPS控制網(wǎng)技術(shù)將直接影響到一個工程組的未來發(fā)展。推進(jìn)技術(shù)發(fā)展的原動力就是發(fā)現(xiàn)問題，所以本論文就GPS控制網(wǎng)的相關(guān)問題進(jìn)行討論，并借此希冀以后的GPS控制網(wǎng)技術(shù)可以越來越先進(jìn)，在保證高精度的同時，減低成本。參考文獻(xiàn)：

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[2] P Misra,M Pratt,R Muchnik,B Manganis.A general RAIM algorithm based on receiver clock[J].Proceeding of ION GPS Proceedings of the 1995 8th International Technical Meeting of the Satellite Division of the Institute of Navigation,1995.1941-1947.[3]黃繼勛,周麗弦,范躍祖.時鐘偏差輔助的GPS完整性監(jiān)測算法[J].北京航空航大學(xué)報,2001,27(12):161-163. [4] 廖向前,黃順吉.奇偶矢量法用于GPS的故障檢測與隔離[J].電子科技大學(xué)報,1997,26(3):262-266.

第3篇

關(guān)鍵詞：水利工程；地理測量；GPS；CORS

中圖分類號：TV 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：

一、引言

近年來，隨著世界氣候的不斷變化，極端天氣出現(xiàn)的頻率越來越高，水利工程在近幾年旱澇并存，嚴(yán)重影響了周圍人民生產(chǎn)水重和生活質(zhì)量。為此，采用有效的實(shí)地測繪技術(shù)成為解決旱澇問題的關(guān)鍵點(diǎn)。本文結(jié)合某水利工程地理測量實(shí)例，就連續(xù)運(yùn)行衛(wèi)星定位系統(tǒng)CORS技術(shù)進(jìn)行分析與研究。

連續(xù)運(yùn)行衛(wèi)星定位系統(tǒng)（Continuously OperatingReference Stations，CORS）是當(dāng)代 GNSS 測量的前沿技術(shù)。是由基準(zhǔn)站網(wǎng)子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)控制中心子系統(tǒng)、流動站子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)通訊子系統(tǒng)和數(shù)據(jù)子系統(tǒng)構(gòu)成，將衛(wèi)星定位技術(shù)、測繪學(xué)、氣象學(xué)、地理信息系統(tǒng)、計算機(jī)技術(shù)和現(xiàn)代通訊技術(shù)結(jié)合為一體。于2011年正式向國內(nèi)用戶提供高質(zhì)量的各種不同精度的時間和位置服務(wù)信息主要服務(wù)于大地測量、工程測量、氣象監(jiān)測、地震監(jiān)測地面沉降監(jiān)測、社會公共定位導(dǎo)航服務(wù)等領(lǐng)域。

二、地理測量應(yīng)用實(shí)例分析

某水利基礎(chǔ)地理測量工程，采用GPS連續(xù)運(yùn)行衛(wèi)星系統(tǒng)（CORS）在地形圖測繪、專題數(shù)據(jù)采集、植被調(diào)查等方面發(fā)揮了重要作用。本文就GPS 連續(xù)運(yùn)行衛(wèi)星系統(tǒng) CORS 在本工程基礎(chǔ)地理測量中的具體應(yīng)用進(jìn)行論述。

2.1地理測量方案的選擇

本工程基礎(chǔ)地理測量主要是對湖區(qū)水下地形、湖濱區(qū)岸上地形及五河入湖段的河道地形的測量測區(qū)范圍達(dá)到6000多km2，且大部分測量任務(wù)涉及到水域，這就要求測量方式必須滿足長距離、大范圍、高精度的作業(yè)特點(diǎn)。

常規(guī)GPS RTK是基于臨時基準(zhǔn)站和流動站觀測的衛(wèi)星相同、電離層和對流層誤差相關(guān)，從而消除或降低這些誤差的影響，提高基線測量精度。但是隨著距離的增大，這種誤差相關(guān)性逐漸衰減直接導(dǎo)致測量精度降低。

在理論方面常規(guī)GPS RTK測量的作業(yè)范圍可以達(dá)到10～15km，然而通過多年的GPS測量經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，各種不同的儀器型號，不同的作業(yè)環(huán)境使得GPS RTK測量的作業(yè)范圍受到很大影響。

水利測量一般都是地形較為復(fù)雜，遮擋較為嚴(yán)重的區(qū)域，加之水利測量對高程精度要求很高，這就導(dǎo)致常規(guī)GPS RTK測量的作業(yè)范圍只能控制在6～7km。

CORS 通過在該地區(qū)建設(shè)了50個連續(xù)運(yùn)行基準(zhǔn)站，構(gòu)建了高精度、高效率、高時空分辨率的全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)綜合信息服務(wù)網(wǎng)，精確測定這些基準(zhǔn)站的位置及變化率，基準(zhǔn)站連續(xù)接受衛(wèi)星信號，將信息傳送至數(shù)據(jù)處理中心，數(shù)據(jù)處理中心同時接收流動站發(fā)送的接收機(jī)概略位置信息，數(shù)據(jù)處理中心會根據(jù)流動站的位置選擇與之較近或定位精度較好的基準(zhǔn)站信息，虛擬出一個參考站，然后根據(jù)各基準(zhǔn)站上誤差信息通過一定的數(shù)學(xué)模型解算出該虛擬站的誤差，虛擬參考站的位置一般在流動站周圍5m范圍內(nèi)，保證了虛擬參考站與流動站誤差相關(guān)性。這種虛擬參考站技術(shù)解決了常規(guī)GPS RTK測量因基線距離的增大而導(dǎo)致測量精度降低的問題。

CORS測量與常規(guī)GPS RTK測量相比較，減少了架設(shè)臨時基準(zhǔn)站，減少了外業(yè)工作人員，解決了因距離增大而導(dǎo)致的精度降低的問題。從而保證了大面積水域無法架設(shè)臨時基準(zhǔn)站和長距離，大范圍作業(yè)測量精度，節(jié)約了人力資源和設(shè)備資源。

2.2 地理測量技術(shù)在工程中的應(yīng)用

本工程基礎(chǔ)地理測量D級GPS控制網(wǎng)采用國家2000坐標(biāo)系，1985國家高程基準(zhǔn)，全網(wǎng)共布設(shè)D級GPS點(diǎn)197個，聯(lián)測水準(zhǔn)129個，其中三等水準(zhǔn)點(diǎn)85個，四等水準(zhǔn)點(diǎn)44個。這些控制點(diǎn)布設(shè)均勻、點(diǎn)位穩(wěn)固，網(wǎng)形布設(shè)合理，成果可靠，各項(xiàng)精度指標(biāo)均優(yōu)于規(guī)范要求。

該工程基礎(chǔ)地理測量項(xiàng)目中的分項(xiàng)專題地理數(shù)據(jù)測量主要是對湖區(qū)周邊的重點(diǎn)圩堤及其附屬物進(jìn)行測量，測量范圍涉及到全湖區(qū)。利用CORS根據(jù)地區(qū)基礎(chǔ)地理測量D級GPS控制點(diǎn)成果采集專題地理數(shù)據(jù)的同時，對CORS測量點(diǎn)位精度進(jìn)行了統(tǒng)計分析

采用Trimble 5800雙頻接收機(jī)，測量方法采用多歷元靜態(tài)已知點(diǎn)測量，在每個已知點(diǎn)上測量兩次，每次采集30個歷元，最后求其平均值，作為觀測數(shù)據(jù)。最后對觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)內(nèi)符合精度統(tǒng)計和外符合精度統(tǒng)計，從而分析 CORS 測量點(diǎn)位精度。

系統(tǒng)內(nèi)符合是各個歷元觀測值之間的比較，是工程測量中點(diǎn)位精度的主要參考值。具體統(tǒng)計方法是，計算每個觀察點(diǎn)的三維坐標(biāo)的各分量所有觀測值的算術(shù)平均值，將該平均值作為參考值與測量值求差。根據(jù)公式（1）計算定位結(jié)果在X、Y、H方向的內(nèi)符合精度算術(shù)平均值中誤差，統(tǒng)計結(jié)果見表1。

表 1CORS 內(nèi)符合精度統(tǒng)計與外符合精度統(tǒng)計

外符合精度是將各測點(diǎn)Trimble 5800雙頻接收機(jī)通過本身自帶的解算模塊求得的2000 國家大地坐標(biāo)系下的坐標(biāo)與將鄱陽湖基礎(chǔ)地理測量D級GPS 點(diǎn)坐標(biāo)求差。根據(jù)公式（2）計算測量點(diǎn)在X、Y、H方向的外符合精度中誤差。

從表1可以看出，CORS系統(tǒng)精度較高，完全可以滿足各種比例尺的地形圖測繪，根據(jù) CORS系統(tǒng)內(nèi)符合精度和外符合精度統(tǒng)計，結(jié)合多個項(xiàng)目的測量經(jīng)驗(yàn)，綜合考慮工程質(zhì)量、工作效率、勞動強(qiáng)度等因素，利用CORS完全可以替代四等及四等以下等級的水準(zhǔn)測量。

2.3 CORS測量中應(yīng)注意的問題

2.3.1 CORS 測量外部影響因素

在CORS 測量中，在測量過程中流動站接收機(jī)需要接收來自測繪局?jǐn)?shù)據(jù)處理中心通過數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)（如移動公司等）發(fā)送的差分?jǐn)?shù)據(jù)和流動站接收機(jī)本身接收到的衛(wèi)星數(shù)據(jù)，這兩種數(shù)據(jù)的質(zhì)量，測量人員無法干預(yù)，如果這兩種數(shù)據(jù)有中斷或數(shù)據(jù)質(zhì)量不好會直接導(dǎo)致測量精度降低或無法測量。對此，測量人員只能選擇GPS衛(wèi)星分布均勻、接收到的衛(wèi)星數(shù)量多、基站差分信號好的時間段進(jìn)行測量作業(yè)。一般情況要求接收衛(wèi)星數(shù)量多于5顆PDOP值小于6時進(jìn)行CORS測量。

2.3.2 CORS 測量作業(yè)人員應(yīng)注意的問題

在CORS測量中，作業(yè)方式得到很大程度的簡化。一般情況下，一名測量作業(yè)人員攜帶一根測桿，在測桿頂端安裝流動站接收機(jī)，測桿中部安裝操作手薄，這樣就可以進(jìn)行外業(yè)測量。對于地形圖碎部點(diǎn)采集，這種簡易操作完全可以滿足精度要求，但是對精度要求高的圖根點(diǎn)、等級點(diǎn)測量就會造成人為的精度損失。對于精度要求高的等級點(diǎn)測量，建議測量人員在等級點(diǎn)位上架設(shè)三腳架，進(jìn)行嚴(yán)格對中、整平3次量取儀器高求其平均值做為儀器高程數(shù)據(jù)，分不同時段、測量多個歷元，取平均值作為最終結(jié)果。

三、結(jié)束語

常規(guī)RTK測量是GPS技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)，連續(xù)運(yùn)行衛(wèi)星定位系統(tǒng)（CORS）則是RTK技術(shù)的最新發(fā)展，它克服了常規(guī)RTK測量的諸多不足，降低了測量成本，提高了工作效率及工程質(zhì)量。由于水利測量大多數(shù)屬于地形復(fù)雜區(qū)域，如河道、湖泊、 山區(qū)等，在這種復(fù)雜地形條件下，利用CORS測量，將會為水利工程建設(shè)快速提供高精度測繪資料。但是，測量也同樣存在自身的不足，比如衛(wèi)星遮擋嚴(yán)重，導(dǎo)致流動站接收機(jī)無法接收衛(wèi)星數(shù)據(jù)或衛(wèi)星數(shù)量小于 顆時，數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)無法覆蓋區(qū)域，無法完成測量工作等等，需要測量人員采取有效的結(jié)合方法，提升工程測量的質(zhì)量水平。

參考文獻(xiàn)：

第4篇

[關(guān)鍵詞] 水利工程測量 水利水電建設(shè) 測繪產(chǎn)品 學(xué)科發(fā)展 報告

1 引言

工程測量是研究各類工程建設(shè)在規(guī)劃、設(shè)計、施工階段以及運(yùn)行管理全過程、全方位測量工作的科學(xué)技術(shù)，是一門應(yīng)用測量學(xué)科，是多專業(yè)測繪的綜合學(xué)科。水利工程測量是工程測量的重要分支。其主要工作內(nèi)容，包括為滿足水利水電開發(fā)、水資源利用保護(hù)、流域綜合治理規(guī)劃、防汛減災(zāi)、科研、水利工程建設(shè)等領(lǐng)域需求，提供與地理位置有關(guān)的各種綜合或?qū)ｎ}信息。它是水利水電建設(shè)宏觀管理、資源調(diào)查開發(fā)、水環(huán)境保護(hù)、區(qū)域經(jīng)濟(jì)規(guī)劃、土地利用開發(fā)等不可缺少的前期基礎(chǔ)性工作。正確認(rèn)識我省水利工程測量發(fā)展現(xiàn)狀和存在的問題，研究和制定我省水利工程測量學(xué)科發(fā)展的對策和措施，對我省水資源綜合開發(fā)利用、防洪減災(zāi)和水利工程建設(shè)具有十分重要的意義。

2 福建省水利工程測量發(fā)展現(xiàn)狀與存在的問題

2.1 水利工程測量歷史沿革

建國以來，水利工程測量作為建設(shè)現(xiàn)代化水利事業(yè)的一門重要基礎(chǔ)學(xué)科，通過廣大水利水電測繪工作者的共同努力，初步形成了一定規(guī)模的測繪專業(yè)隊(duì)伍和技術(shù)力量，為福建省水利水電開發(fā)、水資源利用保護(hù)、防汛減災(zāi)以及改善生態(tài)環(huán)境等方面，做出了積極的貢獻(xiàn)。

在20世紀(jì)50～70年代，先后組建了福建省閩江流域測量隊(duì)、精密水準(zhǔn)測量隊(duì)，晉江流域、九龍江流域、農(nóng)田水利測量隊(duì)，1958年以后又相繼成立了福建省水利水電勘測設(shè)計院、福建省九龍江規(guī)劃隊(duì)、福建省水利規(guī)劃院以及各地市的測量隊(duì)。基礎(chǔ)測繪隊(duì)伍曾達(dá)到300人左右。主要工作是承擔(dān)閩江流域平面、高程網(wǎng)的建立和1/萬流域地形圖測量、負(fù)責(zé)全省各流域二、三等精密水準(zhǔn)測量、“五江一溪”（閩江、晉江、九龍江、汀江、賽江、木蘭溪）及鰲江等流域的平面和高程控制和小比例尺地形圖（1：2.5萬、1：1萬、1：5千）的測量工作、負(fù)責(zé)晉江流域灌渠測量、九龍江流域規(guī)劃及灌渠測量、相繼完成了各大、中、小型水利水電工程的三、四等三角平面控制網(wǎng)測量、高程控制測量以及水利樞紐建筑物地形圖測量等。這期間，完成的水利水電工程測繪產(chǎn)品有：二等水準(zhǔn)1925公里，三、四等水準(zhǔn)10418公里，三、四等三角點(diǎn)4753點(diǎn)，五等三角點(diǎn)12576點(diǎn)，1:5千地形圖測量1578km2，1:1萬地形圖12046 km2，1:2.5萬地形圖422 km2。

進(jìn)入80～90年代，面臨我國改革開放的大好形勢，科學(xué)技術(shù)在各個領(lǐng)域得到突飛猛進(jìn)的發(fā)展，測繪的儀器設(shè)備和技術(shù)手段也在日新月異的變化。為適應(yīng)社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求，水利水電基礎(chǔ)測繪隊(duì)伍也在不斷地調(diào)整和改變，整合后的測繪隊(duì)伍更加精干和專業(yè)化。2000年以后，隨著測繪儀器設(shè)備不斷更新完善、測繪新技術(shù)的應(yīng)用日臻成熟、各種數(shù)字化測圖軟件、系統(tǒng)管理軟件不斷推廣和引進(jìn)，用現(xiàn)代測繪先進(jìn)技術(shù)逐步對傳統(tǒng)測繪技術(shù)進(jìn)行了更新，基本完成了對傳統(tǒng)測繪產(chǎn)品的現(xiàn)代化技術(shù)改造。

2.2 測繪人員隊(duì)伍及設(shè)備基本情況

“十五”期間，全省水利水電工程測繪專業(yè)隊(duì)伍約有15家，其中有2家分布在省級單位，有8家在地市級單位，其它縣級單位的有5家。具備甲級測繪資質(zhì)的單位目前僅有1家；乙級測繪資質(zhì)的單位有3家；丙、丁級測繪資質(zhì)單位的約有11家。

全省水利各部門中，專門從事基礎(chǔ)測繪工作的專業(yè)人員約有140人，其中大學(xué)本科學(xué)歷有46人，占總?cè)藬?shù)的28.6％；大中專學(xué)歷有54人，占總?cè)藬?shù)的38.6％；具備初級以上職稱的專業(yè)技術(shù)人員有88人，占總?cè)藬?shù)的62.8％，其中教授級高級工程師1人，高級工程師12人，工程師43人。

據(jù)初步統(tǒng)計，目前全省水利系統(tǒng)已擁有多種精度和型號的全站儀61臺、GPS接收機(jī)32臺套、水準(zhǔn)儀127臺、經(jīng)緯儀92臺、測深儀7臺套以及計算機(jī)、對講機(jī)等辦公系統(tǒng)輔助設(shè)備。儀器設(shè)備投入總資產(chǎn)達(dá)1600多萬元。特別在“十五”期間省級設(shè)計勘測單位投入較多的財力，引進(jìn)多種型號的GPS接收機(jī)，具有自動采集、觀測數(shù)據(jù)自動處理功能的各種型號全站儀、可施測高精度等級的水準(zhǔn)儀，擁有較為先進(jìn)水平的測量平差計算軟件和計算機(jī)數(shù)字化成圖軟件。這些高精尖設(shè)備的投入和使用，在“十五”水利水電建設(shè)中發(fā)揮了重要作用，取得較好的經(jīng)濟(jì)和社會效益。

2.3 水利工程測量工作成效

建國以來全省的水利水電工程建設(shè)取得輝煌成就，特別是改革開放以后，進(jìn)行了大規(guī)模的水利水電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，興建了大量的水利水電工程。截至2006年末，全省已建成大、中、小型水利工程56萬處，引水工程18.33萬處，水庫5.45萬座，總庫容135億m3，年總供水量191.57億m3，修建江海堤防5410km，圍墾灘涂造地128.58萬畝。此外，還修建各類大中小型水電站6000多座，裝機(jī)近1000萬kw。“九五”、“十五”期間，相繼完成了水利水電工程測量項(xiàng)目230多項(xiàng)，其中省重點(diǎn)工程的項(xiàng)目10項(xiàng)，完成的總產(chǎn)值約2800多萬元。在基礎(chǔ)測繪工作中，累計完成國家三、四等水準(zhǔn)測量1627公里；布設(shè)三、四等平面控制網(wǎng)點(diǎn)2329點(diǎn)；完成了各等級的電磁波測距導(dǎo)線1020公里；累計完成了1:500～1:5000比例尺的專業(yè)地形圖833.4平方公里；施測各種斷面數(shù)千公里。這些測繪成果，在水利水電的規(guī)劃、設(shè)計、施工、工程建筑物的變形監(jiān)測、工程運(yùn)行管理和決策等方面發(fā)揮著極其重要的作用，為我省水利水電工程建設(shè)的順利實(shí)施，提供了有力的基礎(chǔ)保障。

目前，正在進(jìn)行的水利工程測量有全省大中小流域綜合規(guī)劃、全省水資源及開發(fā)利用綜合規(guī)劃、全省中等以上城市防洪排澇規(guī)劃、莆田木蘭溪下游防洪整治工程、晉江下游防洪岸線整治工程、閩江下游北港南岸防洪排澇工程、閩江上游富屯溪、金溪、尤溪防洪工程、九龍江下游防洪工程、晉江市小流域整治工程、福州市內(nèi)河整治工程、晉江、石獅、湄洲灣南岸供水二期工程等40多項(xiàng)水利工程；正在進(jìn)行的水電工程測量有全省中小抽水蓄能電站規(guī)劃、全省風(fēng)電廠選點(diǎn)規(guī)劃、仙游抽水蓄能電站、福鼎抽水蓄能電站、福州鼓嶺蓄能電站、福安上白石水電站等30多項(xiàng)水電工程。這些水利水電工程的測量普遍采用“3S”及數(shù)字測繪技術(shù)，高效、快速地為項(xiàng)目的勘察設(shè)計和建設(shè)提供數(shù)字化測繪產(chǎn)品。

在科技進(jìn)步與創(chuàng)新、新技術(shù)推廣應(yīng)用方面，水利工程測量取得的成績尤為突出，近年來在福建省水利水電勘測設(shè)計研究院和福建省水利規(guī)劃院兩個龍頭單位的帶領(lǐng)下，對GPS、RTK、數(shù)字成圖等先進(jìn)設(shè)備與技術(shù)進(jìn)行了廣泛深入的研究應(yīng)用與推廣，并先后獲得了4項(xiàng)福建省科學(xué)進(jìn)步三等獎、1項(xiàng)福建省水利廳科技進(jìn)步一等獎、3項(xiàng)福建省科技進(jìn)步二等獎、2項(xiàng)福建省水利廳科技進(jìn)步三等獎、1項(xiàng)福建省優(yōu)秀勘察設(shè)計三等獎。2006年至今，兩單位還成功申請承擔(dān)了2項(xiàng)水利部“948”引進(jìn)國際先進(jìn)技術(shù)項(xiàng)目，成功引進(jìn)了瑞士安伯格TMS隧道測量系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)與設(shè)備、美國NAVCOM全球雙頻單機(jī)高精度GPS差分系統(tǒng)。

2.4 存在的主要問題

綜觀我省水利工程測量系統(tǒng)的隊(duì)伍、儀器設(shè)備使用、技術(shù)發(fā)展水平、測繪成果管理狀況，以及水利行業(yè)各部門對基礎(chǔ)測繪的認(rèn)知存在著差異，決定了水利基礎(chǔ)測繪建設(shè)和發(fā)展的艱巨性和復(fù)雜性。水利基礎(chǔ)測繪仍存在亟待解決的問題。

2.4.1 基礎(chǔ)測繪數(shù)據(jù)落后，成果現(xiàn)勢性不強(qiáng)

我省的水利水電測繪所使用的平面坐標(biāo)系統(tǒng)大部分采用54北京坐標(biāo)系統(tǒng)或以某地區(qū)為參心的近似54北京坐標(biāo)系統(tǒng)或稱工程獨(dú)立坐標(biāo)系統(tǒng)，與國家現(xiàn)行的80西安坐標(biāo)系統(tǒng)不能接軌。同時我省早期布設(shè)的等級大地控制網(wǎng)已經(jīng)使用了二三十年，網(wǎng)點(diǎn)數(shù)量不足，長期沒有復(fù)測，又在大規(guī)模基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)過程中受到嚴(yán)重破壞，可利用率低，已不能滿足當(dāng)今社會發(fā)展之急需。

在高程系統(tǒng)方面，有多種高程系統(tǒng)（如羅零高程系統(tǒng)、石壟高程系統(tǒng)、馬肚底高程系統(tǒng)、1956年黃海高程系統(tǒng)、1985年國家高程基準(zhǔn)等）長期并存，雖有換算系數(shù)，但其精度不一，資料陳舊，造成水利水電規(guī)劃、設(shè)計、監(jiān)測等部門使用不便和混亂。

基礎(chǔ)測繪主要的產(chǎn)品成果體現(xiàn)在各種比例尺的地形圖上，隨著國民經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，流域內(nèi)各種地理要素發(fā)生了很大的變化，現(xiàn)存的地形圖成果資料，大部分為傳統(tǒng)的白紙測圖資料，部分成果資料已失去使用價值。因此無論在內(nèi)容和形式上，地形圖成果遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能反映經(jīng)濟(jì)和技術(shù)發(fā)展帶來的地物地貌變化，現(xiàn)勢性很差。

經(jīng)過數(shù)十年的建設(shè)，我省水利水電已建成眾多包括水庫、水電站、水閘、堤防等大中型的水工建筑物。長期以來，我省水工建筑物的變形觀測工作主要是由工程的施工建設(shè)單位和運(yùn)行管理單位施測的。由于觀測隊(duì)伍不穩(wěn)定、儀器設(shè)備陳舊、手段落后、技術(shù)水平參差不齊、數(shù)據(jù)綜合分析處理不科學(xué)等原因，造成變形觀測成果質(zhì)量低劣或安全性評價不合理。特別是建設(shè)于上世紀(jì)50～70年代的水庫，普遍未建立完整的大壩及庫區(qū)變形觀測系統(tǒng)，有的甚至從未進(jìn)行過變形觀測，各水庫的其他地理數(shù)據(jù)也相當(dāng)陳舊。這給現(xiàn)在正在進(jìn)行的水庫除險加固工作和后續(xù)的運(yùn)行調(diào)度管理工作帶來巨大困難，一旦發(fā)生險情將給水庫下游居民的生命和財產(chǎn)帶來巨大損失。

2.4.2 專業(yè)測繪人才匱乏

人才隊(duì)伍是保障工程測量成果質(zhì)量的必要條件，更是進(jìn)行高新技術(shù)推廣應(yīng)用與科技創(chuàng)新的基礎(chǔ)。由于歷史原因，專門從事測繪的人才多為相關(guān)專業(yè)轉(zhuǎn)行從事測繪工作。近十幾年期間引進(jìn)的專業(yè)測繪技術(shù)人才相對較少，能夠熟練應(yīng)用、掌握現(xiàn)代測繪高新技術(shù)（如地理信息系統(tǒng)、遙感影像技術(shù)）的人才尤其稀缺。

2.4.3新技術(shù)應(yīng)用滯后，科研投入不足

我省水利水電大多數(shù)測繪隊(duì)伍的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)與其他行業(yè)的測繪隊(duì)伍相比較，仍處在較低的水平。發(fā)展不平衡現(xiàn)象十分突出，在大多數(shù)地縣級測繪部門，設(shè)備落后、手段陳舊，高精尖的儀器設(shè)備投入不足，在現(xiàn)代測繪技術(shù)軟件的配置上更顯得薄弱，大大影響了傳統(tǒng)測繪生產(chǎn)模式向現(xiàn)代化測繪技術(shù)更新改造的步伐，無法滿足現(xiàn)代化水利建設(shè)對測繪產(chǎn)品的要求。現(xiàn)階段為規(guī)劃設(shè)計提供的測繪產(chǎn)品大部分仍停留在目視解釋上，缺少計算機(jī)圖像處理系統(tǒng)和數(shù)字化裝備，水利水電系統(tǒng)尚未完全引進(jìn)數(shù)字化測量系統(tǒng)，服務(wù)于水利水電建設(shè)的專題地理信息系統(tǒng)還沒有投入較多的力量進(jìn)行研究開發(fā)。

2.4.4 行業(yè)管理機(jī)制尚未建立，服務(wù)體系不健全

目前，水利系統(tǒng)的測繪技術(shù)管理仍處于各自為政的局面。各部門在規(guī)劃設(shè)計各個階段的報告、圖件以及采用的基礎(chǔ)測繪資料未作評價、分析或?qū)彶椋o水利水電建設(shè)帶來巨大隱患。同時，各測繪單位間缺少交流平臺，成果未能做到共享，造成重復(fù)測繪的浪費(fèi)。

3 水利工程測量的發(fā)展目標(biāo)和應(yīng)用前景

3.1 發(fā)展目標(biāo)

水利工程測量的發(fā)展目標(biāo)是從傳統(tǒng)的測繪技術(shù)向數(shù)字化測繪技術(shù)轉(zhuǎn)化，從模擬測繪產(chǎn)品向4D產(chǎn)品轉(zhuǎn)化，從傳統(tǒng)的測繪產(chǎn)業(yè)向水利地理信息產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化。積極推廣和應(yīng)用新技術(shù)，促進(jìn)水利工程測量技術(shù)方法和手段的更新?lián)Q代，充分利用GPS、GIS、RS和“3S”集成技術(shù)以及數(shù)字化測繪技術(shù)和先進(jìn)的測繪儀器等高新技術(shù)。加大人才引進(jìn)和培養(yǎng)力度，加強(qiáng)新技術(shù)的研究和推廣應(yīng)用，不斷拓寬水利工程測量服務(wù)的新領(lǐng)域。逐步實(shí)行測量數(shù)據(jù)采集和處理的自動化、數(shù)字化、實(shí)時化和智能化；測量數(shù)據(jù)管理的科學(xué)化、標(biāo)準(zhǔn)化、信息化；測量數(shù)據(jù)傳播與應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)化、多樣化、社會化。建立健全水利工程測量管理體制和投入機(jī)制，促進(jìn)水利工程測量數(shù)字化、自動化、信息化體系的形成，提高水利工程測量的技術(shù)水平和服務(wù)水平，提升測繪對水利水電各部門需求的保障能力。

3.2 應(yīng)用前景

在水利規(guī)劃設(shè)計和水利工程建設(shè)中的應(yīng)用前景。我們可以充分利用GPS、GIS、RS和“3S”集成技術(shù)以及數(shù)字化測繪技術(shù)和先進(jìn)的測繪儀器等高新技術(shù)，為水利水電工程規(guī)劃設(shè)計和建設(shè)更加快速、高效地提供三維可視化數(shù)字地形圖和水利綜合信息專題圖，從而使規(guī)劃、勘察設(shè)計的工作效率、科技含量和成果質(zhì)量大幅提高。

在防災(zāi)減災(zāi)中的應(yīng)用前景。防災(zāi)減災(zāi)歷來是福建水利的重大課題。為保障人民生命財產(chǎn)的安全和國民經(jīng)濟(jì)可靠持續(xù)發(fā)展，“九五”期間，省委、省政府做出了建設(shè)具有福建特色的防災(zāi)減災(zāi)五大體系（即蓄水工程體系、江海堤防工程體系、江河洪水預(yù)警報體系、中尺度災(zāi)害預(yù)警報體系、生物防御體系）的重大戰(zhàn)略部署。我們可以充分利用數(shù)字化測繪和“3S”集成等高新技術(shù)，通過逐步建立全省海堤防的水情、水庫調(diào)度等專題地理信息系統(tǒng)（GIS）和流域三維可視化系統(tǒng)，在江河洪水預(yù)警報體系、中尺度災(zāi)害預(yù)警報體系、生物防御體系中發(fā)揮更大的作用。

在水環(huán)境和水土保持建設(shè)中的應(yīng)用前景。隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，水污染嚴(yán)重，因此保護(hù)水生態(tài)，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展成為當(dāng)務(wù)之急。在水環(huán)境和水土保持建設(shè)中，可以利用采集的三維數(shù)字地形圖數(shù)據(jù)，建立數(shù)字高程模型，進(jìn)一步建立水資源、水環(huán)境、水生態(tài)、水土流失等專題地理信息系統(tǒng)（GIS），為水資源保護(hù)、規(guī)劃、建設(shè)和管理提供科技保障和服務(wù)。

4 水利工程測量發(fā)展的對策和措施

4.1 推進(jìn)各大流域及區(qū)域測量基準(zhǔn)體系建設(shè)

4.1.1 建立和完善主要江河流域、海岸、水庫群的高程控制系統(tǒng)

針對我省高程控制系統(tǒng)落后、成果現(xiàn)勢性不強(qiáng)的弱點(diǎn)，有必要在全省各主要大流域（特別是“五江一溪”和海岸線）有計劃、有步驟地布設(shè)與國家高程系統(tǒng)相匹配、以二、三等水準(zhǔn)網(wǎng)為基礎(chǔ)的水利專用高程控制網(wǎng)。在此基礎(chǔ)上，以四等水準(zhǔn)網(wǎng)方式，聯(lián)測已有的局部地區(qū)工程控制網(wǎng)，逐步完善各區(qū)域中小流域和水庫群的高程控制。

4.1.2 建立和完善主要江河流域平面控制系統(tǒng)

平面控制網(wǎng)是進(jìn)行各項(xiàng)測量工作的基礎(chǔ)，具有控制全局的作用。未來期間，重點(diǎn)在“五江一溪”及主要江河流域內(nèi)，根據(jù)水利水電防洪減災(zāi)、規(guī)劃設(shè)計、工程建設(shè)的需要，按輕重緩急的工作原則，以流域或區(qū)域?yàn)榉秶杏媱澋夭荚O(shè)三等、四等GPS控制網(wǎng)點(diǎn)約400個。經(jīng)整體平差后，形成覆蓋流域與現(xiàn)有國家坐標(biāo)統(tǒng)一的水利水電專用控制網(wǎng)，更好地滿足各種比例尺基礎(chǔ)測繪和工程建設(shè)的需要。

4.1.3 建立和健全全省大中型水工建筑物的變形觀測體系

建筑物變形觀測是水利工程測量工作的重要組成部分。其目的是監(jiān)測建筑物在施工或工程運(yùn)營期間內(nèi)的穩(wěn)定性和安全性，研究其變形的原因和規(guī)律。經(jīng)過數(shù)十年的建設(shè)，我省水利水電已建成諸多包括水庫、水電站、水閘、堤防等大中型的水工建筑物。今后，以確保水利水電建設(shè)工程施工期和運(yùn)營期的安全可靠為目標(biāo)，一是加強(qiáng)變形觀測工作的技術(shù)改造，逐步應(yīng)用全能激光儀、自動垂直儀、電子測斜儀等光電儀器，引進(jìn)和推廣近景攝影測量、電子精密水準(zhǔn)測量、變形監(jiān)測機(jī)器人、實(shí)時GPS測量等新技術(shù)的應(yīng)用。二是提高觀測數(shù)據(jù)的分析處理能力，應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計方法、回歸分析方法，發(fā)揮計算機(jī)的強(qiáng)大功能，研究和建立可靠的觀測數(shù)學(xué)模型，使得由單一變量統(tǒng)計分析發(fā)展到多變量動態(tài)的定性定量統(tǒng)計分析，對建筑物的安全提供更可靠的預(yù)測與預(yù)報。

4.2 加快測繪高新技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用

4.2.1積極參與水利信息化建設(shè)

水利信息化是國家以信息化改造和提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)思路在水利行業(yè)的具體表現(xiàn)，是帶動水利現(xiàn)代化的重要措施之一。水利工程測量面臨較好的發(fā)展機(jī)遇，我們應(yīng)抓住這個發(fā)展機(jī)遇，加速自身的技術(shù)結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)組織結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)化。一是對已有的基礎(chǔ)測繪資料進(jìn)行系統(tǒng)分析，充分利用國家、地方和行業(yè)內(nèi)已有的成果資料，對計劃開展的基礎(chǔ)測繪項(xiàng)目和需要完善的基礎(chǔ)測繪工作做好數(shù)據(jù)的收集和采集工作；二是加速傳統(tǒng)水利水電測繪產(chǎn)業(yè)向地理信息產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)化，逐步形成一個能夠承擔(dān)全省水利水電地理信息采集、處理、維護(hù)、分發(fā)等任務(wù)的專業(yè)測繪隊(duì)伍和基礎(chǔ)信息中心；三是加快新技術(shù)開發(fā)和應(yīng)用。鼓勵和支持地理信息系統(tǒng)的增值開發(fā)，研制不同種類、不同尺度、不同形式的數(shù)字測繪產(chǎn)品，不斷引進(jìn)、開發(fā)和更新數(shù)據(jù)采集和管理的軟硬件設(shè)備。四是加強(qiáng)與測繪行業(yè)內(nèi)及水利行業(yè)其他專業(yè)的合作，積極參與“數(shù)字福建”、“數(shù)字水利”建設(shè)，拓寬服務(wù)領(lǐng)域和范圍。五是建立測繪信息網(wǎng)絡(luò)共享、管理與交流平臺。

4.2.2 加強(qiáng)先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備的推廣及應(yīng)用，鼓勵科技創(chuàng)新

加強(qiáng)先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備的推廣及應(yīng)用的主要任務(wù)是：逐步更新升級現(xiàn)有設(shè)備的功能與技術(shù)，引進(jìn)和推廣應(yīng)用國內(nèi)外先進(jìn)的測繪裝備與技術(shù)。逐步在全行業(yè)推廣普及對高端全站儀、動靜態(tài)GPS、GPS連續(xù)參考站、數(shù)字水準(zhǔn)儀、內(nèi)外業(yè)一體化數(shù)據(jù)采集與處理、數(shù)字化成圖、衛(wèi)星遙感影像、三維虛擬現(xiàn)實(shí)等先進(jìn)設(shè)備與技術(shù)的應(yīng)用。

加大科研力度、鼓勵自主創(chuàng)新。隨著各類先進(jìn)軟硬件設(shè)備與技術(shù)手段的繼續(xù)引進(jìn)，自主創(chuàng)新與獨(dú)立研發(fā)的方向?qū)⑾驕y繪生產(chǎn)智能化、網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用等高新技術(shù)領(lǐng)域延伸，水利水電工程測量可結(jié)合自身的專業(yè)特點(diǎn)和相關(guān)測量成果應(yīng)用部門的獨(dú)特需求，積極開展數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)國產(chǎn)化研發(fā)，爭取在科研領(lǐng)域有新的突破。

4.2.3 注重人才培養(yǎng)

水利工程測量人才隊(duì)伍建設(shè)的主要任務(wù)包括：① 引進(jìn)高素質(zhì)、高層次的測繪人才；② 組織培訓(xùn)和科技交流，提高測繪人才的學(xué)歷和職稱層次，形成以大專為基本、本科為主力、研究生為骨干的測繪人才隊(duì)伍；③ 培養(yǎng)一批測繪行業(yè)科技帶頭人和專家型人才，并為他們充分發(fā)揮作用創(chuàng)造條件；④ 做好注冊測繪師的認(rèn)定、考核工作和測繪行業(yè)特有工種職業(yè)技能鑒定工作，造就高水平的水利工程測量隊(duì)伍。

4.2.4 推進(jìn)水利水電測繪地理信息系統(tǒng)（GIS）的建設(shè)

地理信息系統(tǒng)（GIS）作為一種特殊的管理系統(tǒng), 它以空間數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，可進(jìn)行空間數(shù)據(jù)及屬性數(shù)據(jù)疊加分析，方便快速提取用戶關(guān)心的信息，通過地面模型自動生成功能及三維空間處理模塊，可實(shí)現(xiàn)虛擬三維現(xiàn)實(shí)的直觀演示和各種分析，為領(lǐng)導(dǎo)決策提供了一種方便快捷的信息平臺。目前，水利行業(yè)地理信息系統(tǒng)的建設(shè)主要側(cè)重于單方面如防汛、水土保持等的開發(fā)和應(yīng)用。水利工程測量應(yīng)充分發(fā)揮地理要素在三維可視化管理方面的應(yīng)用價值，聯(lián)合全省甲、乙級水利工程測量隊(duì)伍的技術(shù)骨干，以各大流域水利信息綜合管理為研究課題，逐步建立和健全各類水利水電專題地理信息系統(tǒng)，逐步實(shí)現(xiàn)流域內(nèi)與水相關(guān)的各類信息的統(tǒng)一管理，為綜合管理和科學(xué)決策提供技術(shù)支持。具體設(shè)想如下：

(1) 開發(fā)基于三維可視化的地理信息水資源管理系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)對流域歷史的水文、氣象、地理、地質(zhì)、水質(zhì)、水利工程、水處理工程等數(shù)據(jù)以圖形形式的可視化管理，通過對模擬設(shè)備的選擇查看其屬性信息，通過屬性查找對應(yīng)的設(shè)備并定位，以利于科學(xué)決策和管理。

(2) 建立各大流域水利規(guī)劃管理信息系統(tǒng)。該系統(tǒng)的建立，可以實(shí)現(xiàn)滾動規(guī)劃和管理，如進(jìn)行大型水庫淹沒區(qū)實(shí)物量估算、庫區(qū)移民安置環(huán)境容量調(diào)查、灌溉區(qū)實(shí)際灌溉面積和有效灌溉面積調(diào)查、水庫淤積測量、河道演變及現(xiàn)狀工程分布情況等，并利用水利CAD設(shè)計平臺大大提高設(shè)計方案的準(zhǔn)確性和成圖效率，利用項(xiàng)目管理軟件加快項(xiàng)目施工進(jìn)度和節(jié)約成本，提高工程的運(yùn)行管理水平。

(3) 建立各大流域水資源水環(huán)境實(shí)時監(jiān)控管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)的建立可以實(shí)現(xiàn)對水資源動態(tài)監(jiān)測、數(shù)據(jù)采集、實(shí)時傳輸、信息存儲管理和在線分析管理，根據(jù)已建立的水量、水質(zhì)和水環(huán)境分析模型，以計算機(jī)通訊網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為依據(jù)，以規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化的水資源綜合數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，以水資源供需平衡和優(yōu)化調(diào)度模型為內(nèi)核，實(shí)現(xiàn)對水資源的遠(yuǎn)程控制和優(yōu)化配置管理。

4.3 建立和健全水利水電工程測量行業(yè)管理體制

4.3.1建立水利水電工程測量行業(yè)管理機(jī)構(gòu)

將水利水電工程測量納入水利規(guī)劃和管理的工作范疇。改革開放以來，雖然水利工程測量的測繪產(chǎn)品都已形成市場化，一方面給測繪行業(yè)帶來了無限的生機(jī)和發(fā)展機(jī)遇，但另一方面也造成了測繪產(chǎn)品在監(jiān)督管理上的混亂和缺位局面。各自為政造成管理機(jī)制的削弱和部分測繪產(chǎn)品質(zhì)量的降低；重復(fù)測繪則在經(jīng)濟(jì)上造成浪費(fèi)。因此，水利工程測量必須由水利主管部門進(jìn)行統(tǒng)一的規(guī)劃協(xié)調(diào)與管理，可考慮由水利建設(shè)行政主管部門或采取掛靠的形式建立測管理中心，對全省的水利水電測繪（包括人員、制度、測繪基礎(chǔ)資料、儀器設(shè)備等）進(jìn)行統(tǒng)一的監(jiān)督管理，并結(jié)合各時期的工作重點(diǎn)，制定基礎(chǔ)測繪計劃，建立穩(wěn)固的基礎(chǔ)測繪更新機(jī)制、明確更新周期和經(jīng)費(fèi)渠道，使水利水電基礎(chǔ)測繪能夠及時有效地服務(wù)于福建省水利水電的綜合開發(fā)治理。

4.3.2規(guī)范水利水電工程測量市場

水利水電工程測量有其行業(yè)的特殊性，如水利工程設(shè)施、水下地形、水工建筑物、大壩變形等測繪的精度要比常規(guī)的工程測量精度要求高，同時不同的水利工程所要求的測量精度也不盡一樣。因此，參與水利水電工程測量的隊(duì)伍必須在具有測繪行業(yè)主管部門頒發(fā)的測繪資質(zhì)基礎(chǔ)上，充分理解行業(yè)的特點(diǎn)和水利工程要求，嚴(yán)格執(zhí)行《水利水電工程測量規(guī)范》和《水利水電工程施工測量規(guī)范》，才能提供合格的測繪產(chǎn)品。對于事關(guān)國計民生的重大水利工程，應(yīng)由測繪行業(yè)主管部門頒發(fā)的較高測繪資質(zhì)的工程測量隊(duì)伍承擔(dān)。為此，建議由水利建設(shè)行政主管部門或新成立的水利水電工程測量行業(yè)管理機(jī)構(gòu)來協(xié)調(diào)管理，以規(guī)范水利水電工程測量市場。

4.3.3 健全水利水電工程測量成果共享機(jī)制

我省水利水電行業(yè)的測繪生產(chǎn)與測繪成果資料的管理一直處于各個單位各自為政的狀態(tài)，未進(jìn)行統(tǒng)一保管，時常造成珍貴測繪基礎(chǔ)資料的遺失，測繪成果資料的應(yīng)用也未建立有效的相互溝通渠道，導(dǎo)致了大量的重復(fù)測量，造成測繪基礎(chǔ)資源與測繪生產(chǎn)力的嚴(yán)重浪費(fèi)。健全水利水電測繪成果共建共享服務(wù)體系的主要工作包括：

（1）各省級及地縣級部門應(yīng)盡快建立測繪成果的計算機(jī)管理體系，對已有的歷史資料進(jìn)行收集整理，有條件的應(yīng)建立專業(yè)的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。

（2）開辟已有測繪成果資料應(yīng)用的交流溝通渠道，建立測繪成果資料目錄的匯交管理體系，盡可能減少重復(fù)的測繪生產(chǎn)，提高測繪生產(chǎn)效率。

（3）建立水利水電測繪行業(yè)的專業(yè)網(wǎng)站，為測繪生產(chǎn)的信息傳遞、資料收集、成果分發(fā)提供有效的窗口與平臺。

參考文獻(xiàn)：

[1] 福建省“十一五”水利水電基礎(chǔ)測繪專項(xiàng)規(guī)劃. 2007.

[2] 新技術(shù)在工程建設(shè)中的應(yīng)用研討交流會論文集. 2000.

第5篇

關(guān)鍵詞：水利信息化，遙感技術(shù)，全球定位系統(tǒng)，地理信息系統(tǒng)

 

0 背景

3S技術(shù)是遙感技術(shù)(Remote sensing，簡稱RS)、地理信息系統(tǒng)(Geographic InformationSystem，簡稱GIS)和全球定位系統(tǒng)(Global PositioningSystem，簡稱GPS)的統(tǒng)稱，是空間技術(shù)、傳感器技術(shù)、衛(wèi)星定位與導(dǎo)航技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)相結(jié)合，多學(xué)科高度集成的對空間信息進(jìn)行采集、處理、管理、分析、表達(dá)、傳播和應(yīng)用的現(xiàn)代信息技術(shù)，是現(xiàn)代社會持續(xù)發(fā)展、資源合理規(guī)劃利用、城鄉(xiāng)規(guī)劃與管理、自然災(zāi)害動態(tài)監(jiān)測與防治等的重要技術(shù)手段，是地學(xué)研究走向定量化的科學(xué)方法之一，也是水利信息數(shù)字化的關(guān)鍵技術(shù)之一。

水利建設(shè)及管理是一個信息密集型行業(yè)，一方面，水利部門要向社會提供大量的水利信息，如汛情旱情信息、水質(zhì)和水量信息、水資源信息和水利工程信息等；另一方面，水利部門也離不開相關(guān)行業(yè)的信息支持，如氣象信息、地理環(huán)境信息、社會經(jīng)濟(jì)信息等。當(dāng)今世界信息技術(shù)的飛速發(fā)展對水利信息的采集、傳輸、處理、共享方式等都提出了更高的要求，傳統(tǒng)的信息采集技術(shù)在時間、空間、采集頻度和精度方面與水利建設(shè)各項(xiàng)工作的整體需求已不相適應(yīng)，質(zhì)和量兩方面也都難以滿足水利信息化的要求，因此，水利建設(shè)及管理噩需借助3S技術(shù)提升水利建設(shè)及管理的效率及效益。

1 GPS技術(shù)及其應(yīng)用

1.1 GPS簡介

GPS（Global Positioning System，全球定位系統(tǒng)）是美國從20 世紀(jì)70 年代開始研制，歷時20年，耗資200 億美元于1994年全面建成的具有海、陸、空全方位實(shí)施三維導(dǎo)航與定位能力的新一代衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)。目前，由于GPS 定位技術(shù)的不斷改進(jìn)和軟、硬件的不斷完善，傳統(tǒng)上以測角、測距、測水準(zhǔn)為主體的常規(guī)地面定位技術(shù)正逐步被一次性確定三維坐標(biāo)的高效率、高精度、低費(fèi)用、易操作的GPS 技術(shù)所代替。同時隨著GPS 接收機(jī)的改進(jìn)，廣域差分技術(shù)、載波相位差分技術(shù)的發(fā)展和美國SA(Selective Availability)技術(shù)的解除，GPS技術(shù)在水利工程建設(shè)、導(dǎo)航、運(yùn)載工具實(shí)時監(jiān)控、城市規(guī)劃、工程測量等領(lǐng)域都有了更為廣泛的應(yīng)用。目前水利、鐵路、公路、橋梁及隧道等大型工程控制網(wǎng)的實(shí)施均采用了GPS 技術(shù)，時至今日，GPS定位技術(shù)已經(jīng)基本上淘汰了用常規(guī)測角、測距手段建立大地控制網(wǎng)的方法，其良好的精度、可觀的經(jīng)濟(jì)效益已為水利建設(shè)領(lǐng)域所公認(rèn)。

1.2 GPS的應(yīng)用

GPS技術(shù)在水利建設(shè)中的應(yīng)用范圍很廣，如GPS可應(yīng)用于航測外業(yè)控制測量、航攝飛行導(dǎo)航、機(jī)載GPS航測等航測成圖的各個階段，同時通過加密測試控制點(diǎn)，可應(yīng)用GPS實(shí)時動態(tài)定位技術(shù)(簡稱RTK)測繪各種比例尺地形圖并用于水利工程的施工放樣。而與GPS導(dǎo)航和RTK技術(shù)相比，水利工程建設(shè)中應(yīng)用最多的是GPS靜態(tài)定位技術(shù)，GPS靜態(tài)定位技術(shù)廣泛應(yīng)用在精密水利工程測控網(wǎng)布設(shè)、城市、礦區(qū)和油田地面沉降監(jiān)測、水庫大壩變形監(jiān)測、同層建筑變形監(jiān)測、隧道貫通測量等方面，可實(shí)現(xiàn)各種水利工程設(shè)施的實(shí)時監(jiān)測和控制。隨著我國A、B 級GPS 控制網(wǎng)的建立，水利部門基于這些GPS控制網(wǎng)提供的高精度平面和高程三維基準(zhǔn)進(jìn)行水利工程建設(shè)，將大大提高水利水電工程設(shè)計和施工質(zhì)量。

2 GIS技術(shù)及其應(yīng)用

2.1 GIS簡介

GIS(GeographicalInformation System，地理信息系統(tǒng))是集計算機(jī)科學(xué)、空間科學(xué)、信息科學(xué)、測繪遙感科學(xué)、環(huán)境科學(xué)和管理科學(xué)等學(xué)科為一體的新興邊緣學(xué)科。從20 世紀(jì)60 年代至今只有短短的四十多年的時間，但已經(jīng)成為多學(xué)科集成并應(yīng)用于各領(lǐng)域的基礎(chǔ)平臺，成為地學(xué)空間信息分析的基本手段與工具。GIS其技術(shù)優(yōu)勢不光在于它的集地理數(shù)據(jù)采集、存儲、管理、分析、三維可視化顯示與成果輸出于一體的數(shù)據(jù)流程，還在于它的空間分析、預(yù)測預(yù)報和輔助決策功能。目前，GIS不僅發(fā)展成為一門較為成熟的技術(shù)科學(xué)，而且已經(jīng)成為一門新興的產(chǎn)業(yè)，在測繪、地質(zhì)礦產(chǎn)、農(nóng)林水利、氣象海洋、環(huán)境監(jiān)測、城市規(guī)劃、土地管理、區(qū)域開發(fā)與國防建設(shè)等領(lǐng)域發(fā)揮越來越重要的作用，基于GIS、數(shù)據(jù)庫、內(nèi)外一體化測圖、掃描矢量化及全數(shù)字?jǐn)z影測量等技術(shù)為專業(yè)信息系統(tǒng)提供及時、準(zhǔn)確、標(biāo)準(zhǔn)化、數(shù)字化的基礎(chǔ)空間信息以建立各類專業(yè)信息系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)管理的科學(xué)化、標(biāo)準(zhǔn)化、信息化。論文格式。

2.2 GIS的應(yīng)用

GIS是水利信息存儲、管理、分析的有力工具，由于水利信息量大繁雜，既有實(shí)時數(shù)據(jù)又有歷史數(shù)據(jù)同時還包含環(huán)境數(shù)據(jù)、經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)、矢量數(shù)據(jù)、柵格數(shù)據(jù)等等。存儲、管理這么龐雜的數(shù)據(jù)唯有地理信息系統(tǒng)能夠勝任，同時借助GIS還可進(jìn)行水利信息的可視化查詢與網(wǎng)上。如在防洪救災(zāi)的過程中，可利用GIS進(jìn)行防洪評估、洪澇災(zāi)害風(fēng)險分析及城市防洪管理等等。而在水資源的管理方面，可利用GIS進(jìn)行水資源信息的空間與屬性雙向查詢、歷史數(shù)據(jù)管理和實(shí)時數(shù)據(jù)的動態(tài)加載、水資源信息的時空統(tǒng)計、多種方式的可視化表達(dá)及各類信息的空間分布和動態(tài)變化過程模擬、區(qū)域水資源的空間分析、主要用水戶的分布、區(qū)域水資源管理模式區(qū)劃等等，所有這些應(yīng)用都為合理利用及管理水資源提供了方便的途徑。當(dāng)然，GIS在水利建設(shè)的其他方面也有著廣泛的作用，如GIS在水環(huán)境及水土保持方面的應(yīng)用及水利工程建設(shè)及管理方面的應(yīng)用等等。

3 RS技術(shù)及其應(yīng)用

3.1 RS簡介

RS(RemoteSensing，遙感)技術(shù)由于其具有大面積的同步觀測、時效性、數(shù)據(jù)的綜合性和可比性及經(jīng)濟(jì)性等優(yōu)勢，因而得到了快速的普及及應(yīng)用，多光譜航空攝影和高分辨率的遙感衛(wèi)星將成為對地觀測獲取基礎(chǔ)地理信息的重要手段。目前，各種中小比例尺地形圖都可以利用遙感影像來獲取，為應(yīng)用于工程測量領(lǐng)域的城市基本地形圖、地籍圖以及各種大、中、小比例地形圖的快速更新提供了十分便利的方法和手段。一些大中城市已經(jīng)利用航空遙感進(jìn)行城市的綜合調(diào)查，并編制地質(zhì)、水文、植被、交通、污染、土地利用等專題地圖，獲取了大量社會與自然環(huán)境資料，為城市規(guī)劃建設(shè)及國土資源開發(fā)利用提供了寶貴的信息資料。隨著遙感數(shù)據(jù)源向著高光譜分辨率和更高空間分辨率發(fā)展，加之遙感相關(guān)處理技術(shù)的日益成熟，結(jié)合GIS 和GPS，必將使RS 技術(shù)在工程等領(lǐng)域應(yīng)用進(jìn)一步普及和深化。

3.2 RS的應(yīng)用

隨著高空間分辨率、高光譜分辨率、高時間分辨率衛(wèi)星數(shù)據(jù)的日益豐富及普及，RS對水利建設(shè)及管理的影響和作用越來越大，目前RS在水利建設(shè)及管理方面的應(yīng)用主要分為以下幾個方面：洪澇災(zāi)害遙感監(jiān)測、水資源監(jiān)測、水環(huán)境監(jiān)測、旱情監(jiān)測、水土流失調(diào)查、河口、河道、湖泊和水庫泥沙淤積調(diào)查。

3.2.1洪澇災(zāi)害遙感監(jiān)測

遙感技術(shù)能夠?qū)崟r地對大江、大河和湖水水位進(jìn)行監(jiān)測，可實(shí)時監(jiān)測洪水災(zāi)害面積。RS和GIS集成能及早預(yù)報洪水淹沒范圍和干旱災(zāi)情范圍，為防災(zāi)、抗災(zāi)提供準(zhǔn)確信息。目前，我國各地、各部門已建成洪澇災(zāi)情預(yù)報系統(tǒng)（如黃河下游洪水預(yù)警信息系統(tǒng)），它們將在防災(zāi)、抗災(zāi)、救災(zāi)中發(fā)揮重大作用。

3.2.2水資源監(jiān)測

水資源遙感監(jiān)測方面，在地表水體提取上，20世紀(jì)80年代用近紅外遙感圖像比較多，而在近10年來則更多地利用SAR圖像，提取河流、水庫、湖泊等地表水體。遙感結(jié)合地理信息系統(tǒng)技術(shù)還可以尋找地下水，通過遙感圖像可查明與地貌、巖溶地貌、第四紀(jì)地質(zhì)和新構(gòu)造有密切聯(lián)系的水文地質(zhì)條件，結(jié)合物探結(jié)果，可較準(zhǔn)確地評價地下水資源。重視遙感資料的地質(zhì)和水文地質(zhì)分析是我國用遙感調(diào)查裂隙水準(zhǔn)確率較高的原因。此外，主動微波遙感對地面有一定的穿透能力，可以發(fā)現(xiàn)地下古河網(wǎng)的蹤跡，尋找地下潛水層。另外，遙感對雪蓋范圍、雪的狀態(tài)以及雪蓋融雪程度的監(jiān)測十分有效。近年來，用SAR對雪蓋厚度的測定有了新進(jìn)展，從而對雪蓋水當(dāng)量的估算更加精確。論文格式。對1998年長江大洪水的成功預(yù)測與1997年冬和1998年春用遙感手段對青藏高原積雪的監(jiān)測有密不可分的關(guān)系。融雪是我國西部地區(qū)水資源的重要組成部分，目前遙感是冰川、融雪水資源調(diào)查最為有效的手段。

3.2.3 水環(huán)境監(jiān)測

利用航空紅外掃描圖像可以確定熱電廠排水口外的水體升溫及其空間分布，利用SAR圖像或紅外掃描儀確定海面油污染的范圍和油膜的厚度，利用TM圖像確定水生物（藻類）、赤潮的范圍等等，都是在水環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域應(yīng)用遙感技術(shù)的例子。在水質(zhì)遙感監(jiān)測方面，近幾年來，對構(gòu)成水的質(zhì)量的一些要素進(jìn)行定量監(jiān)測的研究有了一定的進(jìn)步，這些要素包括渾濁度、總懸移質(zhì)泥沙含量、PH值、總含氮量等等。

3.2.4河口、河道、湖泊和水庫泥沙淤積調(diào)查

遙感技術(shù)的優(yōu)勢之一是能夠監(jiān)測動態(tài)變化。幾十年前的遙感影像可以真實(shí)、具體、形象地反映當(dāng)時的下墊面情況。因此在河道、河口等的動態(tài)監(jiān)測中遙感是首選工具，河道與河口的泥沙淤積以及引起的相應(yīng)河勢變化對防洪、航運(yùn)等都至關(guān)重要。遙感在懸移質(zhì)泥沙分布和河勢監(jiān)測中的應(yīng)用也有技術(shù)優(yōu)勢。我國利用衛(wèi)星遙感信息監(jiān)測河道變化、預(yù)測河道發(fā)展趨勢，并應(yīng)用到水利規(guī)劃、航道開發(fā)以及防災(zāi)減災(zāi)等方面，產(chǎn)生了十分可觀的經(jīng)濟(jì)效益和顯著的社會效益。尤其是近年來，開展了大量的河口、河道、湖泊和水庫泥沙淤積遙感調(diào)查工作。

3.2.5 水土流失調(diào)查

近年來，隨著現(xiàn)代遙感技術(shù)的發(fā)展及其在水土保持領(lǐng)域的應(yīng)用，定量或定性與定量結(jié)合的侵蝕評價在區(qū)域監(jiān)測中得以實(shí)現(xiàn)，而地理信息系統(tǒng)技術(shù)又為較大范圍的空間分析提供了快速、準(zhǔn)確的技術(shù)手段，人們可以利用矢量和柵格兩種類型的空間數(shù)據(jù)分析侵蝕因子的屬性、數(shù)量值及其空間分布，進(jìn)而評價侵蝕的類型、程度以及不同類型、不同程度侵蝕的分布規(guī)律。這就在技術(shù)、方法乃至理論上深化了區(qū)域土壤侵蝕監(jiān)測的研究。論文格式。

4 結(jié)束語

當(dāng)前在水利應(yīng)用方面，3S（GPS、GIS、RS）技術(shù)的應(yīng)用在國內(nèi)外還處于起步階段，但是已經(jīng)取得了一定的進(jìn)展。目前，“3S集成技術(shù)”已經(jīng)在“全國江河洪水調(diào)度模擬系統(tǒng)”、“廣西防災(zāi)減災(zāi)預(yù)警預(yù)報系統(tǒng)”、“廣西洪水預(yù)警預(yù)報系統(tǒng)”、“天津城市防洪信息系統(tǒng)”、“天津引灤入港供水管道系統(tǒng)”及其他應(yīng)用系統(tǒng)中得到充分應(yīng)用。不可否認(rèn)的是，國內(nèi)GIS技術(shù)在水利方面的應(yīng)用起步相對較早，但大部分只局限于二維的電子地圖，并未形成一定發(fā)展模式，在實(shí)際應(yīng)用中也只起到防汛分析的功能。國外，在防汛方面作了相當(dāng)大的工作，并為此開發(fā)出相應(yīng)的GIS 系統(tǒng)以解決科學(xué)分析、輔助決策等功能。而GPS、RS在水利中應(yīng)用則相對較少。

“數(shù)字水利”是當(dāng)今社會發(fā)展的必然趨勢，而“數(shù)字水利”離不開3S技術(shù)。隨著遙感、衛(wèi)星及雷達(dá)等技術(shù)和地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用，可提供了多元化的更豐富和更準(zhǔn)確的信息，如防汛抗旱信息。衛(wèi)星和雷達(dá)信息的引進(jìn)不僅彌補(bǔ)了地面觀測信息的不足，而且提高了信息的準(zhǔn)確度和可靠性。GIS 的應(yīng)用，推進(jìn)了“數(shù)字化流域”，從而使流域的規(guī)劃、開發(fā)、管理全面實(shí)現(xiàn)信息數(shù)字化，而GPS技術(shù)在水利的監(jiān)測應(yīng)用方面可提供精確、可靠、及時的信息。因此3S技術(shù)是“數(shù)字水利”的重要技術(shù)基礎(chǔ)。

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第6篇

關(guān)鍵詞：三維數(shù)字；地形圖；測繪技術(shù)

1. 引言

隨著數(shù)字地形圖的廣泛應(yīng)用，為了便于進(jìn)行空間方面的量測和分析，人們對它表示地物和地貌高程的方法和精度提出了更高的要求，為此，在借鑒二維數(shù)字地形圖和數(shù)字地面（或高程）模型優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，克服二維數(shù)字地形圖在空間表示和應(yīng)用方面的不足，提出了測繪三維數(shù)字地形圖的想法。

為此，本論文主要對三維數(shù)字地形圖的測繪技術(shù)展開分析探討，以期從中找到可靠有效可行的數(shù)字地圖測繪技術(shù)，并以此和廣大同行分享。

2. 三維數(shù)字地形圖的地形數(shù)據(jù)及表達(dá)方法分析

地形數(shù)據(jù)即為表現(xiàn)地勢走向的地貌數(shù)據(jù)，包括平面位置和高程數(shù)據(jù)兩種信息，這兩種信息目前主要通過野外測量、航空航天遙感影像和現(xiàn)有地形圖數(shù)字化三種方式獲得。航空攝影測量一直是地形圖測繪和更新的有效手段，其所獲取的影像數(shù)據(jù)是高精度大范圍的DEM生產(chǎn)最有價值的數(shù)據(jù)源。另外，近年來出現(xiàn)的干涉雷達(dá)、激光掃描儀等新型傳感器數(shù)據(jù)被認(rèn)為是快速獲取高精度、高分辨率的DEM最有希望的數(shù)據(jù)來源。通過全站儀、全球定位系統(tǒng)(GPS)等手段可獲取較小范圍、大比例尺、高精度的地形建模數(shù)據(jù)，同時也是對航空攝影測量和地形圖數(shù)字化的一種補(bǔ)充。實(shí)際工作中，具體采用何種數(shù)據(jù)源和相應(yīng)得生產(chǎn)工藝，一方面取決于數(shù)據(jù)的可獲取性，另一方面也取決于應(yīng)用的目的和對數(shù)據(jù)的要求，包括DEM的分辨率、數(shù)據(jù)精度、數(shù)據(jù)量大小和技術(shù)條件等。

三維數(shù)字地形圖是用規(guī)則格網(wǎng)和高程注記點(diǎn)來表達(dá)地形地貌的。為了不影響地圖符號表達(dá)地物和地形，采用分布規(guī)則的格網(wǎng)式DEM較為妥當(dāng)。格網(wǎng)的大小一方面取決于相應(yīng)地形圖的分辨率，一般說來，地形圖的比例尺越大，對地物和地形表達(dá)的精度就越高即越精細(xì)，則格網(wǎng)就越小；另一方面取決于制圖區(qū)域地形的復(fù)雜程度，一般說來地形越復(fù)雜或越破碎，為了表達(dá)地形時不失真，格網(wǎng)就應(yīng)越小。在一幅地形圖上，考慮到在實(shí)際中，有的地方地形比較復(fù)雜，而另一些地方則比較簡單，可用四叉樹結(jié)構(gòu)來表達(dá)格網(wǎng)，即用大格網(wǎng)來表達(dá)簡單的地形，而用小格網(wǎng)表達(dá)復(fù)雜的地形，即采用橫向的多分辨率技術(shù)表達(dá)地形。構(gòu)建三維數(shù)字地形圖時，必須確保DEM與線劃地形圖是同一個空間參考框架下的；編制地形圖時，可將DEM格網(wǎng)點(diǎn)放在一個單獨(dú)的圖層上，這樣可根據(jù)需要打開或關(guān)閉它。高程注記點(diǎn)反映地面上坡度變化處的高程。

3. 三維數(shù)字地形圖測繪技術(shù)應(yīng)用探討

3.1 三維地形數(shù)據(jù)的采集

三維地形數(shù)據(jù)采集包括兩個階段，一是：外業(yè)采集，主要是利用全站儀采集地形點(diǎn)的三維空間數(shù)據(jù)（包括平面坐標(biāo)及高程）。由于受通視條件、勞動強(qiáng)度等因素的影響，只能采集地形特征點(diǎn)的三維空間數(shù)據(jù)，地形特征點(diǎn)一般是指山谷點(diǎn)、山脊點(diǎn)、洼地、山腳點(diǎn)、山頂?shù)鹊取Ｓ捎谶@些特征點(diǎn)的密度不夠和分布不均勻。這樣在對有些地區(qū)的地表高低起伏就很難精確的表示。二是：內(nèi)業(yè)加密，就是將外業(yè)采集的數(shù)據(jù)，通過內(nèi)插的方法對特征點(diǎn)的密度和分布進(jìn)行有效處理，獲得分布均勻，密度適當(dāng)?shù)牡匦吸c(diǎn)及高程，使其更能詳細(xì)的反映地勢的走向。

在利用全站儀野外獲取三維地物數(shù)據(jù)測量時，地物底部特征點(diǎn)數(shù)據(jù)的獲取是比較容易的，難點(diǎn)在于怎樣獲取地物頂部特征點(diǎn)數(shù)據(jù)。以建筑物為例進(jìn)行說明，其頂部特征點(diǎn)的數(shù)據(jù)可以通過測量其相應(yīng)的底部特征點(diǎn)的平面位置和高程，然后量測其高度的方法獲取，也可以放置棱鏡到頂部特征點(diǎn)上直接測量的方法獲取，還可以用無棱鏡測量進(jìn)行建筑物頂部特征點(diǎn)的方法獲取。其中，無棱鏡測量對于沒有反射的物體不能進(jìn)行測量，因此在建筑物比較密集的城鎮(zhèn)地區(qū)，用無棱鏡測量會嚴(yán)重受到通視條件和反射條件的制約，使的測繪工作量大，效率低，有些建筑物的頂部特征點(diǎn)甚至是采集不到的，對深巷的建筑物底部特征點(diǎn)也很難采集到。當(dāng)然，還可以在建筑物頂部進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，此方法也存在通視條件的限制，還有很高的危險性，因此對于大區(qū)域測繪是不現(xiàn)實(shí)的。

3.2 三維數(shù)字地形圖的測繪

實(shí)際地面通常不是光滑和均勻變化的，因此在采集的時候會產(chǎn)生斷裂線問。對于植被茂密、樹林覆蓋地區(qū)，數(shù)字?jǐn)z影測量采集時無法切到地面，這樣就不能準(zhǔn)確的反映植被覆蓋區(qū)的實(shí)際地面趨勢，為了使其精度能夠滿足要求，可以在這些地區(qū)采集散點(diǎn)方式進(jìn)行測量，以便能真正的切到地面的地方進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。在必要的時候還需要進(jìn)行野外測量的方式進(jìn)行補(bǔ)測才能達(dá)到精度的要求。具體面向三維地形數(shù)據(jù)的采集測繪，可以按照如下步驟進(jìn)行：

(1) 定向建模

定向建模之精度是影響整個產(chǎn)品精度的關(guān)鍵。定向建模的工作流程：用黑白影像建立立體像對進(jìn)行手工或自動內(nèi)定向、相對定向核線重采樣絕對定向裁切核線影像立體模型建成。

(2) 數(shù)字高程模型DEM

DEM、DOM可由單模型獲取，也可由批處理直接生成。創(chuàng)建DEM及鑲嵌工作流程：先進(jìn)行影像相關(guān)創(chuàng)建像方DEM像方DEM編輯創(chuàng)建物方DEM物方DEM檢查編輯建立新圖幅物方DEM接邊物方DEM鑲嵌DEM成果。

創(chuàng)建像方DEM前，要先對每個像對中的特征點(diǎn)（峰頂、谷底、鞍部及地形突變點(diǎn)）和特征線（山脊線、山谷線、地區(qū)突變區(qū)線、面狀地物的范圍線等）進(jìn)行量測。量測特征點(diǎn)和線的目的是獲取像方DEM相關(guān)的初值，對像方DEM進(jìn)行編輯。

(3) 數(shù)字正射影像DOM

每個像對的物方DEM編輯后即可創(chuàng)建正射影像，并進(jìn)行DOM的鑲嵌。正射影像分為黑白正射影像和彩色正射影像。先創(chuàng)建每個像對的左、右黑白正射影像，合并左右黑白正射影像后，選擇鑲嵌線對黑白正射影像進(jìn)行鑲嵌即生成黑白DOM產(chǎn)品。

(4) 數(shù)字線劃測圖

在定向建模完成之后，如不需要生成DEM、DOM產(chǎn)品，可直接進(jìn)入向量測圖模塊進(jìn)行測圖。在向量測圖模塊中，圖廓及內(nèi)外整飾自動生成，已測向量能夠?qū)崟r顯示（放大、縮小、編輯等）和映射至立體，具有聯(lián)機(jī)編輯、實(shí)時符號化功能，利用測圖模塊提供的這些工具可以很方便地進(jìn)行測圖和編輯，實(shí)現(xiàn)測圖、編輯一體化。

3.3 三維數(shù)字地形圖測繪的誤差分析

(1) 全數(shù)字?jǐn)z影測量的精度和模擬攝影測量、解析攝影測量相比一定有所不同，如:光束法區(qū)域網(wǎng)加密與獨(dú)立模型法區(qū)域網(wǎng)加密的精度差異，全數(shù)字?jǐn)z影測量系統(tǒng)沒有機(jī)械傳動誤差、圖紙?zhí)缀吓c清繪誤差、展點(diǎn)誤差、主距安置誤差、讀數(shù)誤差等等，出現(xiàn)了影像匹配誤差等。

(2) 圖上的地物點(diǎn)的點(diǎn)位中誤差主要來源于：像控點(diǎn)點(diǎn)位中誤差、房檐改正誤差、加密點(diǎn)點(diǎn)位中誤差、影像掃描中誤差、影像匹配中誤差和定向中誤差等。

(3) 航測成圖高程中誤差的主要來源于：控點(diǎn)高程中誤差、加密點(diǎn)點(diǎn)位中誤差、相對校正中誤差、定向中誤差和測繪動態(tài)中誤差等。

4. 結(jié)語

本文從三維數(shù)字地形圖的相關(guān)概念、數(shù)據(jù)采集的方法和三維數(shù)字地形圖的繪制三個方面進(jìn)行了研究，對于三維數(shù)字地形圖測繪技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用具有一定的借鑒和指導(dǎo)意義，因而是值得推廣的，另一方面，三維數(shù)字地形圖數(shù)據(jù)的采集與測繪，還有很多的技術(shù)細(xì)節(jié)問題需要深入探討，這有待于廣大技術(shù)工作人員的共同努力，才能夠最終實(shí)現(xiàn)三維數(shù)字地形圖的測繪與普及應(yīng)用。

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第7篇

1引言

在傳統(tǒng)陶瓷中，SiO2是陶瓷坯體的主要化學(xué)成分，是硅酸鹽形成的骨架，它的存在可以提高陶瓷材料的熱穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性、硬度、機(jī)械強(qiáng)度等，從而直接影響陶瓷產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝和使用性能，同時SiO2也是各種釉料配方的重要參數(shù)。因此，準(zhǔn)確測定陶瓷原料中SiO2的含量，對陶瓷和釉料生產(chǎn)非常重要，它關(guān)系到原材料的用量、產(chǎn)品的質(zhì)量和性能等。

不同的陶瓷原料，其SiO2的含量不同，測量方法也有多種。本文對陶瓷原料中SiO2的常見檢測方法逐一作了介紹。

2氫氟酸揮發(fā)法

2.1硫酸-氫氟酸法

當(dāng)試樣中的SiO2含量在98%以上時，可采用此法。具體方法如下：將測定灼燒減量后的試料加數(shù)滴水濕潤，然后加硫酸（1+1）0.5ml，氫氟酸（密度1.14g/cm3）10ml，蓋上坩堝蓋，并稍留有空隙，在不沸騰的情況下加熱約15min，打開坩堝蓋并用少量水洗二遍（洗液并入坩堝內(nèi)），在普通電熱器上小心蒸發(fā)至近干，取下坩堝，稍冷后用水沖洗坩堝壁，再加氫氟酸（密度1.14g/cm3）3ml并蒸發(fā)至干，驅(qū)盡三氧化硫后放入高溫爐內(nèi)，逐漸升高至950～1000℃，灼燒1h后，取出置于干燥器中冷至室溫后稱量，如此反復(fù)操作直至恒重。二氧化硅含量的計算公式如下：

SiO2（%）=（m1-m2）/m×100

式中：

m1——灼燒后坩堝與試料的質(zhì)量，g

m2——?dú)浞崽幚砗筵釄宓馁|(zhì)量，g

m——試料的質(zhì)量，g

2.2硝酸-氫氟酸法

當(dāng)試樣中的SiO2含量大于95%而小于或等于98%時，可采用此方法。具體如下：

（1）將試料置于鉑坩堝中，加蓋并稍留縫隙，放入1000～1100℃高溫爐中，灼燒1h。取出，稍冷，放入干燥器中冷至室溫，稱量。重復(fù)灼燒，稱量，直至恒重。

（2）將坩堝置于通風(fēng)櫥內(nèi)，沿坩堝壁緩慢加入3ml硝酸、7ml氫氟酸，加蓋并稍留縫隙，置于低溫電爐上，在不沸騰的情況下，加熱約30min（此時試液應(yīng)清澈）。用少量水洗凈坩堝蓋，去蓋，繼續(xù)加熱蒸干。取下冷卻，再加5ml硝酸、10ml氫氟酸并重新蒸發(fā)至干。

（3）沿坩堝壁緩緩加入5ml硝酸蒸發(fā)至干，同樣再用硝酸處理兩次，然后升溫至冒盡黃煙。

（4）將坩堝置于高溫爐內(nèi)，初以低溫，然后升溫至1000～1100℃灼燒30min，取出，稍冷，放入干燥器中冷至室溫，稱量。重復(fù)灼燒，稱量，直至恒重。二氧化硅含量的計算公式如下：

SiO2（%）=[（m1-m2）+（m3-m4）]/m×100

式中：

m1——試料與坩堝灼燒后的質(zhì)量，g

m2——?dú)浞崽幚聿⒆茻髿堅c鉑坩堝的質(zhì)量，g

m3——試劑空白與鉑坩堝的質(zhì)量，g

m4——測定試劑空白所用鉑坩堝的質(zhì)量，g

m——試料的質(zhì)量，g

3重量-鉬藍(lán)光度法

重量-鉬藍(lán)光度法所測定的范圍是SiO2含量小于95%。具體如下：

（1）對可溶于酸的試樣，可直接用酸分解；對不能被酸分解的試樣，多采用Na2CO3作熔劑，用鉑坩堝于高溫爐中熔融或燒結(jié)之后酸化成溶液，再在水浴鍋上用蒸發(fā)皿蒸發(fā)至干，然后加鹽酸潤濕，放置一段時間后，加入動物膠，使硅酸凝聚，攪勻，放置5min，用短頸漏斗、中速濾紙過濾、濾液用250ml容量瓶承接。將沉淀全部轉(zhuǎn)移到濾紙上，并用熱鹽酸洗滌沉淀2次，再用熱水洗至無氯離子。

（2）將沉淀連同濾紙放到鉑坩堝中，再放到700℃以下高溫爐中，敞開爐門低溫灰化，待沉淀完全變白后，開始升溫，升至1000℃～1050℃后保溫1h取出，稍冷即放入干燥器中，冷至室溫，稱量。重復(fù)灼燒，稱量，直至恒重。

（3）加數(shù)滴水潤濕沉淀，加4滴硫酸、10ml氫氟酸，低溫蒸發(fā)至冒盡白煙。將坩堝置于1000～1050℃高溫爐中灼燒15min，取出稍冷，即放入干燥器中，冷至室溫，稱量。重復(fù)灼燒，稱量，直至恒重。

（4）加約1g熔劑到燒后的坩堝中，并置于1000～1050℃高溫爐中熔融5min，取出冷卻。加5ml鹽酸浸取，合并到原濾液中，用水稀釋到刻度，搖勻。此溶液為試液A，用于測定殘余二氧化硅、氧化鋁、氧化鐵和二氧化鈦。

（5）用移液管移取10ml試液A于100ml容量瓶中。加入10ml水、5ml鉬酸銨溶液，搖勻，于約30℃的室溫或溫水浴中放置20min。

（6）加入50ml乙二酸-硫酸混合溶液，搖勻，放置0.5～2min，加入5ml硫酸亞鐵銨溶液，用水稀釋至刻度，搖勻。

（7）用10mm吸收皿，于分光光度計690nm處，以空白試驗(yàn)溶液為參比測量其吸光度。二氧化硅的值由繪制的工作曲線上查得。二氧化硅含量的計算公式如下：

SiO2（%）=[m1-m2+m3(V/V1)-(m4-m5)]/m×100

式中：

m1——?dú)浞崽幚砬俺恋砼c坩堝的質(zhì)量，g

m2——?dú)浞崽幚砗蟪恋砼c坩堝的質(zhì)量，g

m3——由工作曲線查得的二氧化硅量，g

m4——?dú)浞崽幚砬翱瞻着c坩堝的質(zhì)量，g

m5——?dú)浞崽幚砗罂瞻着c坩堝的質(zhì)量，g

V1——分取試液的體積，ml

V——試液總體積，ml

m——試料的質(zhì)量，g

4氟硅酸鉀容量法

重量-鉬藍(lán)光度法的準(zhǔn)確度較高，但對于一些特殊樣品，如螢石CaF2，由于含有較大量的氟，會使試樣中的Si以SiF4形式揮發(fā)掉，不能用重量法測定。還有重晶石以及鋯含量較高的樣品、鈦含量較高的樣品，在重量法的條件下形成硅酸的同時，會生成其它沉淀，夾雜在硅酸沉淀中。所以這些特殊樣品不能用重量法測定，可用氟硅酸鉀容量法來測定SiO2的含量。氟硅酸鉀容量法是將試樣用堿熔融，不溶性酸性氧化物二氧化硅轉(zhuǎn)變成可溶性的硅酸鹽，加酸后生成游離的硅酸，在過量的氟離子和鉀離子存在下，硅酸與氟離子作用形成氟硅酸離子，進(jìn)而與鉀離子作用生成氟硅酸鉀沉淀。該沉淀在熱水中會水解生成氫氟酸，用氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，由消耗的氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積計算二氧化硅的含量。應(yīng)用該分析方法時應(yīng)嚴(yán)格控制分析條件，具體應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

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（1）樣品的處理是先用氫氧化鈉熔融，然后用水浸取，再加鹽酸酸化，然后得到樣品溶液。當(dāng)樣品中鋁、鈦含量較高時，為防止氟鋁酸鈉和氟鈦酸鈉沉淀的生成，可用氫氧化鉀代替氫氧化鈉。氫氟酸揮發(fā)法歷來被認(rèn)為是趕硅的一種方法，但實(shí)踐證明，在一定的條件下，四氟化硅和氫氟酸能共處于同一溶液中，因此，在溶解過程中，只要控制一定的體積，硅即以氟硅酸的形式留在溶液中，從而可測定硅的含量。

（2）為了保證硅的沉淀完全，加入氟化鉀和氯化鉀的量應(yīng)過量。但氟化鉀和氯化鉀的量若過大，則當(dāng)樣品中的鋁、鈦含量較高時干擾情況比較嚴(yán)重。一般在鋁、鈦含量不高時，50ml溶液加氟化鉀1.5～2.0g；而鋁、鈦含量較高時加1～1.5g。氯化鉀的加入量還與沉淀時的溫度有關(guān)。20℃時，50ml溶液加8g氯化鉀；高于25℃則需加入10g以上。

（3）沉淀時為減少沉淀的溶解和沉淀的洗滌困難，溫度應(yīng)低于30℃，體積不大于50ml，沉淀應(yīng)在放置15min后過濾。

（4）測定的干擾一般來自鋁、鈦，對高鋁和高鈦的試樣可加入氯化鈣、過氧化氫、草酸銨、草酸和熔樣用的氫氧化鉀來代替氫氧化鈉、用硝酸代替鹽酸作介質(zhì)的方法來消除干擾。

氟硅酸鉀容量法具有快速、準(zhǔn)確、精密度高的特點(diǎn)，因此廣泛應(yīng)用于陶瓷生產(chǎn)中的控制分析。

5比色法

當(dāng)試樣中的SiO2含量在2%以下時，為了得到較準(zhǔn)確的檢測結(jié)果，宜用比色法測定。比色法有硅鉬黃和硅鉬藍(lán)兩種。硅鉬黃法基于單硅酸與鉬酸銨在適當(dāng)?shù)臈l件下生成黃色的硅鉬酸絡(luò)合物（硅鉬黃）；而硅鉬藍(lán)法把生成的硅鉬黃用還原劑還原成藍(lán)色的絡(luò)合物（硅鉬藍(lán)）。在規(guī)定的條件下，由于黃色或藍(lán)色的硅鉬酸絡(luò)合物的顏色深度與被測溶液中SiO2的濃度成正比，因此可以通過顏色的深度測得SiO2的含量。硅鉬黃法可以測出比硅鉬藍(lán)法含量較高的SiO2，而后者的靈敏度卻遠(yuǎn)比前者要高，因此在一般分析中，對少量SiO2的測定都采用硅鉬藍(lán)比色法。硅鉬藍(lán)比色法有兩種，一種是用1，2，4-酸（1-氨基-2-萘酚-4-磺酸）作還原劑，另一種是用硫酸亞鐵銨作還原劑，具體操作如下：

1，2，4-酸還原法：該方法是將試樣分解后，在一定酸度的鹽酸介質(zhì)中，加鉬酸銨使硅酸離子形成硅鉬雜多酸，用1，2，4-酸還原劑將其還原成鉬藍(lán)，在分光光度計上于波長700nm處測量其吸光度。

硫酸亞鐵銨還原法：該方法是將試樣用碳酸鈉-硼酸混合熔劑熔融，并用稀鹽酸浸取。在約0.2mol/L鹽酸介質(zhì)中，單硅酸與鉬酸銨形成硅鉬雜多酸；加入乙二-硫酸混合酸，消除磷、砷的干擾，然后用硫酸亞鐵銨將其還原為硅鉬藍(lán)，于分光光度計波長810nm或690nm處，測量其吸光度。該方法可以測出比1，2，4-酸還原法含量較高的SiO2。

比色法測定SiO2對溶液的酸度和溶液溫度有嚴(yán)格的要求，否則得不到準(zhǔn)確的測量結(jié)果。

6硅酸鈣沉淀EDTA滴定法

該法是讓硅酸在pH=10時與鈣生成硅酸鈣沉淀，沉淀用已知過量的EDTA溶解，過量的EDTA用標(biāo)準(zhǔn)鈣溶液回滴，用K-B指示劑指示終點(diǎn)，由加入的EDTA量和鈣標(biāo)準(zhǔn)溶液的消耗量來計算二氧化硅的含量。應(yīng)用該法分析時應(yīng)注意以下問題：

（1）干擾離子較多，一般共存的鐵、鋁、鈦均會干擾測定，可采用鄰二氮菲和三乙醇胺來聯(lián)合掩蔽。

（2）由于硅酸鈣沉淀的溶解度較大，為保證沉淀完全，沉淀時體積應(yīng)較小，而且pH控制為10。

（3）為使沉淀完全應(yīng)加入SiO32-量60～80倍的氯化鈣，沉淀時應(yīng)遵循“熱、濃、快”的原則，以便得到較緊密的硅酸鈣沉淀。

（4）洗滌應(yīng)選用pH=10的氨水-氯化銨緩沖溶液，為減少洗滌時硅酸鈣的損失，應(yīng)盡可能減少洗滌劑的用量。

硅酸鈣沉淀法操作方便，熔樣可采用鎳坩堝進(jìn)行，滴定過程可在普通燒杯中進(jìn)行。雖然在準(zhǔn)確度和精密度方面仍有待進(jìn)一步改進(jìn)，但此法在廠礦的控制分析中是一種值得推廣的分析方法。

7結(jié)語

陶瓷原料中SiO2的測定方法有多種，檢測時應(yīng)根據(jù)待測試樣的具體特點(diǎn)來選用合適的方法，這樣才能得到準(zhǔn)確的測定結(jié)果。

參考文獻(xiàn)

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3李碩等.GB/T4734-1996.陶瓷材料及制品化學(xué)分析方法

第8篇

關(guān)鍵詞：土木工程；雙語教學(xué)；問卷調(diào)查

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）33-0088-02

雙語教學(xué)（Bilingual Education）是指在課堂教學(xué)中以兩種語言作為媒介，同時使用外語和母語進(jìn)行教學(xué)的一種體系。教育部在2001年制定了《關(guān)于加強(qiáng)高等學(xué)校本科教學(xué)工作提高教學(xué)質(zhì)量的若干意見》，其中明確指出：“高校積極開展以英語等外語進(jìn)行公共課和專業(yè)課教學(xué)，努力使5%~10%的課程能使用雙語授課。”因此，雙語教學(xué)研究是土木工程專業(yè)教學(xué)改革的重要組成部分之一，推進(jìn)雙語教學(xué)理論和實(shí)踐方法的發(fā)展對于提高土木工程專業(yè)教學(xué)質(zhì)量具有重要的意義。本論文以《半剛性基層瀝青路面路用性能試驗(yàn)檢測》課程為例，對土木工程專業(yè)課程中行之有效的雙語教學(xué)模式進(jìn)行了積極探索。

一、課程簡介

《半剛性基層瀝青路面路用性能試驗(yàn)檢測》是南京林業(yè)大學(xué)土木工程專業(yè)的一門專業(yè)選修課。本課程的教學(xué)目的和任務(wù)是通過理論和實(shí)驗(yàn)教學(xué)，學(xué)生能夠較為深入地掌握道路工程中廣泛使用的無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料以及瀝青和瀝青混合料的基本知識，熟悉材料主要性能參數(shù)的試驗(yàn)方法，為今后學(xué)習(xí)道路工程方面的專業(yè)課程和從事道路工程的設(shè)計、施工、檢測以及科學(xué)研究打下良好的基礎(chǔ)。

二、雙語教學(xué)模式

兩年來，本人在所講授的我校2010級和2011級土木工程專業(yè)本科三年級課程《半剛性基層瀝青路面路用性能試驗(yàn)檢測》的部分課時內(nèi)嘗試進(jìn)行了雙語教學(xué)，并從下面幾個方面對土木工程專業(yè)課程雙語教學(xué)模式進(jìn)行了綜合考慮，從而為申請校級人才培養(yǎng)模式改革專項(xiàng)課題以及校級雙語課程立項(xiàng)做好了充足的準(zhǔn)備。

1.教材選用。按照雙語教學(xué)要求，教材最好選用英文原版教材。但是就這門課程的具體情況而言，經(jīng)過大量文獻(xiàn)調(diào)研和搜索，沒有發(fā)現(xiàn)可供選擇的國外原版教材。主要原因是國外尤其是歐美國家主要采用柔性基層瀝青路面結(jié)構(gòu)，對半剛性基層路面結(jié)構(gòu)和材料研究很少，專業(yè)教學(xué)體系和內(nèi)容存在客觀的差別。而且，國內(nèi)外道路工程的相關(guān)規(guī)范存在較大的區(qū)別，并不能直接照搬照套。另外，目前也未見以國內(nèi)規(guī)范為基礎(chǔ)的道路工程專業(yè)課的自編英文版教材出版。因此，為了解決教材的問題，本人以在國外攻讀博士階段收集的英文教學(xué)講義為基礎(chǔ)，按照我校本科專業(yè)課程教學(xué)大綱的要求，自行整理和編寫課程講義材料用于校內(nèi)教學(xué)。

2.課件制作。多媒體教學(xué)具有包含信息量大質(zhì)優(yōu)、呈現(xiàn)方式清晰直觀、圖文聲像并茂等優(yōu)點(diǎn)，在雙語教學(xué)中被廣泛使用。在本門課程的雙語教學(xué)中，根據(jù)雙語教學(xué)特點(diǎn)以及課程內(nèi)容進(jìn)行有針對性的多媒體英文課件制作。在課件形式上以道路工程圖片和道路建筑材料性能試驗(yàn)錄像為主，相關(guān)文字描述為輔，給學(xué)生以更直觀的印象，有助于學(xué)生更好地理解各種概念和方法，調(diào)動其學(xué)習(xí)積極性和互動性。另外，在英文使用上重名詞輕語法，可以消除學(xué)生因雙語教學(xué)產(chǎn)生的畏難情緒，畢竟專業(yè)課的雙語教學(xué)并不等同于基礎(chǔ)的英語課程教學(xué)。在重點(diǎn)的概念、理論、試驗(yàn)方法等名詞旁邊一般還需要注上對應(yīng)的中文解釋，以利于學(xué)生更好地理解。

3.授課方法。目前開展的雙語教學(xué)一般是基于英文教材和課件，而講授方式一般采用以下三種：以中文講授為主、中英文交替講授、以英文講授為主。具體采用何種方式要根據(jù)師資和學(xué)生的實(shí)際情況而定。采用中文進(jìn)行課程講授，可以使學(xué)生更全面地理解所學(xué)的專業(yè)知識，減小學(xué)習(xí)難度，提高學(xué)習(xí)積極性，但是不符合雙語教學(xué)的本質(zhì)要求和目標(biāo)，失去了雙語教學(xué)的意義。純英文講授是雙語教學(xué)的高級形式，可以使學(xué)生更直觀地感受國外教學(xué)模式，強(qiáng)化學(xué)生的英語聽說讀寫能力，但是對于任課教師的英語能力要求較高，還可能造成學(xué)生忙于思考語言本身而造成課程知識的理解困難，教學(xué)效果反而下降。對于本門課程的實(shí)際情況來說，采用中英文結(jié)合講授是較為適宜的授課方式，可以做到提高英文能力和掌握專業(yè)知識這兩個主要雙語教學(xué)目標(biāo)的平衡。在具體授課過程中，如何確定中文和英文的使用比例是一個關(guān)鍵問題。為了比較雙語搭配模式對教學(xué)效果的影響，分別設(shè)定幾種不同的雙語使用比例進(jìn)行實(shí)驗(yàn)性教學(xué)。通過觀察教學(xué)效果和分析學(xué)生的反饋信息可以發(fā)現(xiàn)，對于一些重要的概念、理論以及方法應(yīng)同時采用中英文進(jìn)行板書和講解，對于本課程的重點(diǎn)和難點(diǎn)，在采用英文進(jìn)行詳細(xì)的講授后，還應(yīng)采用中文進(jìn)行簡單的解釋和強(qiáng)調(diào)，使學(xué)生可以更快和更準(zhǔn)確地理解課程的主體知識。對于其他較為淺顯的知識，例如工程背景、材料生產(chǎn)工藝、道路施工過程等可以采用全英文講授，盡量在授課過程中給學(xué)生創(chuàng)造出更為真實(shí)的語言環(huán)境，調(diào)動其學(xué)習(xí)積極性。

4.考核方式。對于本門課程的考核應(yīng)采用更靈活和多樣化的方式，加大平時成績所占比重。首先，在課堂教學(xué)中應(yīng)加強(qiáng)使用英文與學(xué)生進(jìn)行互動。進(jìn)行課堂提問時，多鼓勵學(xué)生使用英文作答，提供給學(xué)生更多的鍛煉英文口語的機(jī)會，對于在該環(huán)節(jié)表現(xiàn)較好的學(xué)生給予適當(dāng)?shù)钠綍r成績加分。其次，在布置課后作業(yè)時，也應(yīng)鼓勵學(xué)生采用英文作答，在作業(yè)完成質(zhì)量近似的情況下，對于采用英文作答的學(xué)生，其作業(yè)成績應(yīng)提高一個檔次。另外，在課余時間還應(yīng)布置適量的英文科技文獻(xiàn)閱讀任務(wù)，以同時達(dá)到了解本專業(yè)最新科研進(jìn)展和鞏固雙語教學(xué)的學(xué)習(xí)效果的雙重目的。對于期末考試，同時采用中英文進(jìn)行出題，應(yīng)有針對性地設(shè)置一些試題指定采用英文作答，其他試題可以使用中文作答，但對于使用英文作答的學(xué)生進(jìn)行適當(dāng)?shù)募臃诌M(jìn)行鼓勵。最終，綜合考慮期末考試成績、平時表現(xiàn)、作業(yè)和文獻(xiàn)閱讀情況以及試驗(yàn)報告給出課程總成績。

三、教學(xué)效果評價

為了評價本門課程雙語教學(xué)的授課效果，對我校2010級和2011級土木工程專業(yè)（交通土建工程方向）6個班130名同學(xué)進(jìn)行了無記名問卷調(diào)查。問卷內(nèi)容主要涵括學(xué)生自身的英語水平、相關(guān)專業(yè)知識背景、本文課程雙語教學(xué)模式的接受程度和反饋建議等。從調(diào)查問卷結(jié)果可以看出，學(xué)生個人的英語基礎(chǔ)對于雙語教學(xué)效果有著顯著的影響，通過六級考試的學(xué)生對雙語教學(xué)表現(xiàn)出了更濃厚的興趣，具有更高的學(xué)習(xí)積極性；通過四級考試的學(xué)生次之；英語基礎(chǔ)較差的目前沒有通過四級考試的學(xué)生對于雙語教學(xué)存在一定的抵觸情緒。另外，對于道路工程基礎(chǔ)知識掌握較好的學(xué)生也更樂于接受雙語教學(xué)，表現(xiàn)為與本門課程知識密切相關(guān)的《路基路面工程》課程成績較高的學(xué)生對于本門課程的學(xué)習(xí)興趣更高，學(xué)習(xí)效果和成績更為理想；相反，其他學(xué)生表現(xiàn)出一定的厭學(xué)情緒。這意味著在雙語教學(xué)過程中應(yīng)該根據(jù)學(xué)生的英語和專業(yè)知識水平差異進(jìn)行分層次教學(xué)，做到因材施教。通過教學(xué)效果調(diào)查，也得到了很多學(xué)生對于目前這種雙語教學(xué)模式的反饋意見和建議，比如雙語教學(xué)課時偏少、與《土木工程專業(yè)外語》授課內(nèi)容缺少聯(lián)系、任課教師英語口語的語速和口音問題、英文文獻(xiàn)閱讀存在很大困難、在上課過程中很難同時兼顧英語和專業(yè)知識的理解等。因此，在今后的雙語教學(xué)模式研究中應(yīng)重點(diǎn)解決上述問題。

目前，隨著土木工程專業(yè)知識和教育體系的發(fā)展和革新，對于土木工程專業(yè)課程雙語教學(xué)模式的科學(xué)性和合理性要求也越來越高。本文結(jié)合筆者近兩年的教學(xué)實(shí)踐，從教材選用、課件制作、授課方法和考核方式四個方面出發(fā)，對于土木工程專業(yè)課程雙語教學(xué)模式進(jìn)行了探討，并通過基于問卷調(diào)查的意見反饋對雙語教學(xué)效果進(jìn)行了評價，相關(guān)研究成果和經(jīng)驗(yàn)可為全面提高大學(xué)土木工程專業(yè)教學(xué)質(zhì)量提供一定的幫助。

參考文獻(xiàn)：

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第9篇

關(guān)鍵詞：課程體系；改革教學(xué)；路橋方向；土木工程

中圖分類號：G642.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1002-4107（2012）12-0049-02

1998年教育部頒布新的本科專業(yè)目錄，其中土木工程專業(yè)是由原來的礦井建設(shè)、建筑工程、城鎮(zhèn)建設(shè)（部分）、交通土建工程、工業(yè)設(shè)備安裝工程、飯店工程、涉外建筑工程、土木工程等八個專業(yè)合并而成。其中的道路與橋梁工程方向是土木工程專業(yè)設(shè)置的6個專業(yè)方向之一。為了適應(yīng)新形勢下人才培養(yǎng)模式的要求，在“大土木”的框架下，有必要從路橋方向?qū)W生工程能力培養(yǎng)入手，確立指導(dǎo)思想，明確培養(yǎng)目標(biāo)，探討課程改革創(chuàng)新的內(nèi)容和途徑，全面推動土木工程專業(yè)路橋方向課程體系的改革和實(shí)踐。

一、課程體系改革的指導(dǎo)思想

土木工程專業(yè)路橋方向課程體系改革研究的重點(diǎn)應(yīng)以確立面向21世紀(jì)的人才為培養(yǎng)目標(biāo)，以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識，激發(fā)學(xué)生的個性發(fā)展為職責(zé)。要求培養(yǎng)的學(xué)生能適應(yīng)科技進(jìn)步和社會發(fā)展需要，基礎(chǔ)扎實(shí)、知識面寬、能力強(qiáng)、素質(zhì)高、有創(chuàng)新精神，掌握現(xiàn)代化科學(xué)的管理理論、方法和手段，具有較強(qiáng)的適應(yīng)性和競爭力。基于以上原因，在課程體系改革中具體體現(xiàn)在對學(xué)生的知識要求、能力要求和素質(zhì)要求三個方面。

（一）知識要求

使學(xué)生具有較扎實(shí)的自然科學(xué)基礎(chǔ)，對工程材料的基本性能、工程測繪與工程制圖的原理和方法、工程結(jié)構(gòu)構(gòu)件的力學(xué)性能和計算原理、工程施工和組織的一般過程、工程管理和技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析的方法、結(jié)構(gòu)選型和構(gòu)造的基本知識、結(jié)構(gòu)工程的設(shè)計方法以及相關(guān)軟件的應(yīng)用技術(shù)均能掌握，同時要求了解本專業(yè)的法規(guī)、規(guī)范與規(guī)程，了解本專業(yè)科學(xué)技術(shù)的新發(fā)展。

（二）能力要求

使學(xué)生具有較強(qiáng)的自學(xué)能力，具有綜合應(yīng)用各種手段（包括外語）查取資料、獲取信息的能力，具有本專業(yè)所必需的實(shí)驗(yàn)、測試、計算機(jī)應(yīng)用等技能，獲得土木工程師的基本訓(xùn)練，具有從事道路與橋梁工程設(shè)計、施工、管理、地基處理等領(lǐng)域的工作能力，具有較強(qiáng)的開拓精神，具有一定的創(chuàng)新思維和科研能力。

（三）素質(zhì)要求

使學(xué)生能比較系統(tǒng)地掌握本專業(yè)所必需的科學(xué)與技術(shù)理論知識，具有一定的專業(yè)知識、技術(shù)知識、經(jīng)濟(jì)知識和管理知識，對本專業(yè)學(xué)科范圍科學(xué)技術(shù)的新發(fā)展及其動向有所了解，具有較好的文化素質(zhì)、心理素質(zhì)以及一定的修養(yǎng)。

二、課程體系改革的基本內(nèi)容和途徑

（一）課程體系改革的基本內(nèi)容

按照課程體系改革指導(dǎo)思想的要求，課程體系改革的基本內(nèi)容有：（1）制定新的培養(yǎng)計劃和教學(xué)大綱；（2）了解本專業(yè)學(xué)科范圍內(nèi)科學(xué)技術(shù)的新發(fā)展，編寫路橋方向課程體系的教材和教學(xué)參考書；（3）對課程體系、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、考核辦法進(jìn)行改革實(shí)踐；（4）建立實(shí)習(xí)基地，對實(shí)習(xí)、課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計等實(shí)踐性教學(xué)進(jìn)行改革實(shí)踐。

（二）課程體系改革的途徑

為了適應(yīng)社會不斷發(fā)展的需要，在課堂教學(xué)學(xué)時少的情況下，優(yōu)化課程設(shè)置，整合和重組課程內(nèi)容，改進(jìn)教學(xué)方法，以實(shí)現(xiàn)學(xué)生在知識、能力和素質(zhì)上協(xié)調(diào)發(fā)展，適應(yīng)人才市場的需求。

1.構(gòu)建課程平臺，明確專業(yè)方向。土木工程的范圍非常廣泛，包括土木工程材料、基礎(chǔ)工程、建筑工程、交通土建工程、橋梁港口工程、地下工程、水利水電工程、給水排水工程、土木工程施工、建設(shè)項(xiàng)目管理等。土木工程專業(yè)各個不同的方向，在基礎(chǔ)力學(xué)、工程材料和結(jié)構(gòu)分析等方面具有一定的相通性。為了適應(yīng)學(xué)生就業(yè)市場的變化和單位對人才的合理配置要求，為了加強(qiáng)學(xué)生的工程能力與素質(zhì)教育，在大學(xué)的前三學(xué)年，為土木工程專業(yè)學(xué)生搭建公共教育平臺（即公共基礎(chǔ)課程、大類學(xué)科基礎(chǔ)與專業(yè)基礎(chǔ)課程），到第四學(xué)年由學(xué)生自主選擇不同的專業(yè)方向（即專業(yè)方向課程），只有這樣培養(yǎng)出的學(xué)生才能做到真正的面向企業(yè)服務(wù)社會。

2.優(yōu)化課程設(shè)置，突出專業(yè)特點(diǎn)。在制定土木工程專業(yè)培養(yǎng)計劃上，應(yīng)對課程內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化設(shè)置。如將力學(xué)類、結(jié)構(gòu)類、施工管理類及工程材料、工程測量課程等分別采用精簡歸并重復(fù)性內(nèi)容，剝離共性理論性內(nèi)容，重新構(gòu)建課程等辦法，避免課程的重復(fù)。同時，在課程間反復(fù)協(xié)調(diào)的基礎(chǔ)上，修改課程教學(xué)大綱，使學(xué)科基礎(chǔ)課實(shí)現(xiàn)“寬厚”，專業(yè)課實(shí)現(xiàn)門類多、內(nèi)容新、學(xué)時精和信息量大。只有這樣才能較好地實(shí)現(xiàn)土木工程專業(yè)的真正方向，較容易地解決“專業(yè)口徑寬、學(xué)時少”出現(xiàn)的各種矛盾，以滿足學(xué)生專業(yè)課學(xué)習(xí)的要求，滿足畢業(yè)生在工作中的專業(yè)改向、新項(xiàng)目研究或繼續(xù)專業(yè)學(xué)習(xí)的要求，為將來在不同的領(lǐng)域發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

3.提高教師素質(zhì)，建設(shè)特色教材。在教學(xué)中，教師既要具有扎實(shí)的專業(yè)知識，又要積極參與實(shí)際工程項(xiàng)目，同時還要進(jìn)行科學(xué)研究，在自我學(xué)習(xí)提高的同時，有義務(wù)將本學(xué)科最新的研究成果應(yīng)用到特色教材的建設(shè)中。與教學(xué)計劃、教學(xué)大綱配套的系列教材是課程體系改革成果的載體和改革得以實(shí)現(xiàn)的手段，也是實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)目標(biāo)的重要保證。方向課程體系的教材內(nèi)容應(yīng)相互協(xié)調(diào)，緊密結(jié)合工程實(shí)際，要與教學(xué)計劃要求吻合，要有利于培養(yǎng)和提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力。結(jié)合新的應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式的改革與實(shí)施，在路橋方向課程體系的改革研究與實(shí)踐中，我們編寫出版了《橋梁工程》、《路基路面工程》、《高速公路》、《道路勘測設(shè)計》、《土木工程專業(yè)路橋方向畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)》等十幾部教材和教學(xué)參考書。

4.緊跟學(xué)科發(fā)展，培養(yǎng)創(chuàng)新思維。學(xué)生專業(yè)能力的提高，創(chuàng)新思維是關(guān)鍵。為了擴(kuò)展學(xué)生的知識面，我們適當(dāng)增加了法律、管理、工程經(jīng)濟(jì)和反映本專業(yè)新技術(shù)的選修課等，例如：《交通工程學(xué)》、《公路經(jīng)濟(jì)學(xué)》、《公路網(wǎng)規(guī)劃》、《道路景觀設(shè)計》、《公路測設(shè)新技術(shù)》、《地鐵與輕軌》、《路面管理系統(tǒng)》、《路基處理技術(shù)》、《工程加固技術(shù)最新進(jìn)展》、《道路橋梁檢測新技術(shù)》、《midas Civil軟件工程應(yīng)用》等，努力培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維，滿足企業(yè)對創(chuàng)新應(yīng)用型人才的需要。定期舉辦專題講座，例如：道路工程專題講座和橋梁工程專題講座。為了把握最新道路與橋梁工程知識，定期邀請設(shè)計院施工企業(yè)、管理部門和科研院所的知名專家舉辦專題講座，讓學(xué)生了解目前道橋工程的發(fā)展現(xiàn)狀、存在的問題及今后的發(fā)展方向，讓學(xué)生了解最新的管理方法、新穎的設(shè)計方案、成熟的施工經(jīng)驗(yàn)、成功的工程案例和最新的檢測設(shè)備和技術(shù)。

5.注重實(shí)踐教學(xué)，加強(qiáng)應(yīng)用能力。為了全面培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和工程能力，提高學(xué)生的專業(yè)素質(zhì)，我們有實(shí)驗(yàn)課、工地實(shí)習(xí)、課程設(shè)計、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、畢業(yè)實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計和課外科技創(chuàng)新等實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，使學(xué)生逐步確立工程結(jié)構(gòu)意識。根據(jù)課程的特點(diǎn)，對體現(xiàn)專業(yè)內(nèi)容的實(shí)驗(yàn)，在適當(dāng)增加實(shí)踐教學(xué)學(xué)時的同時，由實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師根據(jù)內(nèi)容對實(shí)驗(yàn)小組的每位同學(xué)進(jìn)行現(xiàn)場提問考核，重點(diǎn)考核實(shí)驗(yàn)的步驟、環(huán)節(jié)，確保人人會做。實(shí)驗(yàn)后學(xué)生要上交一份內(nèi)容詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)報告。充分利用校外的實(shí)踐教學(xué)資源，選擇央企、大型國有或民營企業(yè)，由專業(yè)教師帶領(lǐng)學(xué)生到工地實(shí)習(xí)。時間視工程情況而定，一般在6周時間。首先，邀請工地的技術(shù)人員給學(xué)生介紹工程概況，然后，在技術(shù)人員的帶領(lǐng)下分成若干個小組進(jìn)行現(xiàn)場參觀，技術(shù)人員講解技術(shù)要求，最后，學(xué)生根據(jù)所見所聞向技術(shù)人員提問。實(shí)習(xí)期間，學(xué)生在工地現(xiàn)場由技術(shù)人員安排工作，專業(yè)教師協(xié)調(diào)管理。實(shí)習(xí)后學(xué)生要上交一份圖文并茂的實(shí)習(xí)報告。對專業(yè)課程設(shè)置的課程設(shè)計，例如：《橋梁工程》、《道路勘測設(shè)計》和《路基路面工程》等均設(shè)置1周時間的課程設(shè)計。教師列出主要參考資料，引導(dǎo)學(xué)生逐步分析基礎(chǔ)資料、認(rèn)真討論不同的方案。在結(jié)構(gòu)計算中，首先要求學(xué)生必須明確工程結(jié)構(gòu)概念，再結(jié)合具體設(shè)計內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生重視結(jié)構(gòu)構(gòu)造問題，并按規(guī)范要求認(rèn)真。設(shè)計后，學(xué)生要上交一本計算書和施工圖。為了加深學(xué)生對橋梁結(jié)構(gòu)的了解，熟悉各種橋梁結(jié)構(gòu)形式、構(gòu)件構(gòu)造特點(diǎn)及傳力特點(diǎn)，給出要求，讓學(xué)生采用最簡單的材料，自己動手制作模型。通過做模型參加競賽，使學(xué)生加深對各種橋梁結(jié)構(gòu)形式構(gòu)造的了解，讓復(fù)雜的理論知識感性化，同時也培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)結(jié)協(xié)作的精神，增進(jìn)同學(xué)間的感情。

6.改革考核方法，挖掘?qū)W生潛力。學(xué)生成績考核的本身，對教學(xué)改革有著明確的指導(dǎo)意義。學(xué)生成績的考核包括：理論考試、課程設(shè)計考核、實(shí)驗(yàn)考核、實(shí)習(xí)考核、畢業(yè)設(shè)計考核及參加相關(guān)科技活動情況等部分。根據(jù)培養(yǎng)內(nèi)容學(xué)分績點(diǎn)的不同，在考核形式上采用閉卷考試、開卷考試、綜合測試、大作業(yè)、命題論文、實(shí)習(xí)報告等多種形式。在考核內(nèi)容上力求體現(xiàn)出學(xué)生掌握基本知識、理解重點(diǎn)知識、靈活運(yùn)用綜合知識的能力。這種考核辦法改變了以前學(xué)生應(yīng)付考試、死記硬背書本知識的尷尬局面，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情，充分挖掘其潛力，使學(xué)生變被動學(xué)習(xí)為主動。

通過課程體系改革的研究與實(shí)踐，我們深刻認(rèn)識到，教學(xué)改革要服務(wù)于社會，要努力培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識，提高學(xué)生的工程應(yīng)用能力，使學(xué)生真正具備較強(qiáng)的市場適應(yīng)性和競爭力，以實(shí)現(xiàn)滿足社會對人才的需求。

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